Eureka! 26 - OBM
Eureka! 26 - OBM
Eureka! 26 - OBM
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
CONTEÚDO<br />
XXVIII OLIMPÍADA BRASILEIRA DE MATEMÁTICA 2<br />
Problemas e Soluções da Primeira Fase<br />
XXVIII OLIMPÍADA BRASILEIRA DE MATEMÁTICA 15<br />
Problemas e Soluções da Segunda Fase<br />
XXVIII OLIMPÍADA BRASILEIRA DE MATEMÁTICA 32<br />
Problemas e Soluções da Terceira Fase<br />
XXVIII OLIMPÍADA BRASILEIRA DE MATEMÁTICA 55<br />
Problemas e Soluções da Primeira Fase – Nível Universitário<br />
XXVIII OLIMPÍADA BRASILEIRA DE MATEMÁTICA 59<br />
Problemas e Soluções da Segunda Fase – Nível Universitário<br />
XXVIII OLIMPÍADA BRASILEIRA DE MATEMÁTICA 70<br />
Premiados<br />
AGENDA OLÍMPICA 74<br />
COORDENADORES REGIONAIS 75
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
XXVIII OLIMPÍADA BRASILEIRA DE MATEMÁTICA<br />
Problemas e soluções da Primeira Fase<br />
PROBLEMAS – NÍVEL 1<br />
1. Em um tanque há 4000 bolinhas de pingue-pongue. Um menino começou a<br />
retirar as bolinhas, uma por uma, com velocidade constante, quando eram 10h.<br />
Após 6 horas, havia no tanque 3520 bolinhas. Se o menino continuasse no mesmo<br />
ritmo, quando o tanque ficaria com 2000 bolinhas?<br />
A) às 11h do dia seguinte<br />
B) às 23h do mesmo dia<br />
C) às 4h do dia seguinte<br />
D) às 7h do dia seguinte<br />
E) às 9h do dia seguinte<br />
2. O gráfico a seguir apresenta informações sobre o impacto causado por 4 tipos<br />
de monocultura ao solo. Para cada tipo de monocultura, o gráfico mostra a<br />
quantidade de água, em litros, e a de nutrientes (nitrogênio, fósforo e potássio),<br />
em quilogramas, consumidos por hectare para a produção de 1kg de grãos de soja<br />
ou 1kg de milho ou 1kg de açúcar ou 1kg de madeira de eucalipto. Sobre essas<br />
monoculturas, pode-se afirmar que:<br />
2000<br />
1500<br />
1000<br />
500<br />
0<br />
cana-deaçucar<br />
soja milho eucalipto<br />
água nutrientes<br />
A) O eucalipto precisa de cerca de 1/3 da massa de nutrientes necessários de que<br />
a cana-de-açúcar precisa para se desenvolver.<br />
B) O eucalipto é a que mais seca e empobrece o solo, causando desequilíbrio<br />
ambiental.<br />
C) A soja é cultura que mais precisa de nutrientes.<br />
D) O milho precisa do dobro do volume de água de que precisa a soja.<br />
E) A cana-de-açúcar é a que necessita do ambiente mais úmido para crescer.<br />
2
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
3. Um time de futebol ganhou 8 jogos mais do que perdeu e empatou 3 jogos<br />
menos do que ganhou, em 31 partidas jogadas. Quantas partidas o time venceu?<br />
A) 11 B) 14 C) 15 D) 17 E) 23<br />
4. Efetuando as operações indicadas na expressão<br />
2007 2005<br />
⎛2 + 2 ⎞<br />
⎜ 2006<br />
2006 2004 ⎟×<br />
⎝2 + 2 ⎠<br />
obtemos um número de quatro algarismos. Qual é a soma dos algarismos desse<br />
número?<br />
A) 4 B) 5 C) 6 D) 7 E) 8<br />
5. Quantos números de três algarismos ímpares distintos são divisíveis por 3?<br />
A) 18 B) 24 C) 28 D) 36 E) 48<br />
6. Uma empresa de telefonia celular oferece planos mensais de 60 minutos a um<br />
custo mensal de R$ 52,00, ou seja, você pode falar durante 60 minutos no seu<br />
telefone celular e paga por isso exatamente R$ 52,00. Para o excedente, é cobrada<br />
uma tarifa de R$ 1,20 cada minuto. A mesma tarifa por minuto excedente é<br />
cobrada no plano de 100 minutos, oferecido a um custo mensal de R$ 87,00. Um<br />
usuário optou pelo plano de 60 minutos e no primeiro mês ele falou durante 140<br />
minutos. Se ele tivesse optado pelo plano de 100 minutos, quantos reais ele teria<br />
economizado?<br />
A) 10 B) 11 C) 12 D) 13 E) 14<br />
7. Quantos triângulos isósceles têm como vértices os<br />
vértices do pentágono regular desenhado ao lado?<br />
A) 5 B) 10 C) 15 D) 20<br />
E) 25<br />
8. Dos números a seguir, qual é o único que pode ser escrito como produto de<br />
quatro naturais consecutivos?<br />
A) 712 B) 548 C) 10<strong>26</strong> D) 1456 E) 1680<br />
9. Ao redor de um grande lago existe uma ciclovia de 45 quilômetros de<br />
comprimento, na qual sempre se retorna ao ponto de partida se for percorrida<br />
num único sentido. Dois amigos partem de um mesmo ponto com velocidades<br />
constantes de 20 km por hora e 25 km por hora, respectivamente, em sentidos<br />
opostos. Quando se encontram pela primeira vez, o que estava correndo a 20 km<br />
3
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
por hora aumenta para 25 km por hora e o que estava a 25 km por hora diminui<br />
para 20 km por hora. Quanto tempo o amigo que chegar primeiro ao ponto de<br />
partida deverá esperar pelo outro?<br />
A) nada B) 10 min C) 12 min D) 15 min E) 18 min<br />
10. Num relógio digital, as horas são exibidas por meio de quatro algarismos. Por<br />
exemplo, ao mostrar 00:00 sabemos que é meia-noite e ao mostrar 23:59 sabemos<br />
que falta um minuto para meia-noite. Quantas vezes por dia os quatro algarismos<br />
mostrados são todos pares?<br />
A) 60 B) 90 C) 105 D) 180 E) 240<br />
11. São dadas duas tiras retangulares de papel com 20<br />
cm de comprimento, uma com 5 cm de largura e outra<br />
com 11 cm de largura. Uma delas foi colada sobre a<br />
outra, perpendicularmente, de modo a formar a figura<br />
ilustrada ao lado. Qual é o perímetro dessa figura, em<br />
centímetros?<br />
A) 50 B) 60 C) 80 D) 1<br />
E) 120<br />
12. Seis amigos planejam viajar e decidem fazê-lo em duplas, cada uma<br />
utilizando um meio de transporte diferente, dentre os seguintes: avião, trem e<br />
carro. Alexandre acompanha Bento. André viaja de avião. Carlos não acompanha<br />
Dário nem faz uso do avião. Tomás não anda de trem. Qual das afirmações a<br />
seguir é correta?<br />
A) Bento vai de carro e Carlos vai de avião.<br />
B) Dário vai de trem e André vai de carro.<br />
C) Tomás vai de trem e Bento vai de avião.<br />
D) Alexandre vai de trem e Tomás vai de carro.<br />
E) André vai de trem e Alexandre vai de carro.<br />
13. Usando pastilhas de cerâmica preta na forma de quadradinhos foi composta<br />
uma decoração numa parede, mostrada parcialmente abaixo:<br />
4<br />
90°
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
Quantas pastilhas foram empregadas em toda a decoração considerando-se que na<br />
última peça montada foram utilizadas 40 pastilhas?<br />
A) 60 B) 68 C) 81 D) 100 E) 121<br />
14. Sara foi escrevendo nas casas de um tabuleiro 95 por 95 os múltiplos<br />
positivos de 4, em ordem crescente, conforme a figura a seguir.<br />
4 8 12 16 20 … 376 380<br />
760 756 752 748 744 … 388 384<br />
764 → → → → … → →<br />
← ← ← ← ← … ← ←<br />
<br />
U<br />
O número que Sara escreveu onde se encontra a letra U é:<br />
A) 35192 B) 35196 C) 36100 D) 36104 E) 36108<br />
15. O desenho à direita representa dois quadrados<br />
menores congruentes de lado 20 e um quadrado<br />
maior. O vértice O é o único ponto comum aos<br />
dois quadrados menores e é o centro do quadrado<br />
maior. Os vértices A, O e B estão alinhados e a<br />
área da região do quadrado maior não pintada é<br />
igual a 36% da área de toda a região pintada. Qual<br />
é a área do quadrado maior?<br />
A) 420 B) 496 C) 576 D) 640<br />
E) 900<br />
16. Um certo número inteiro positivo, quando dividido por 15 dá resto 7. Qual é a<br />
soma dos restos das divisões desse número por 3 e por 5?<br />
A) 2 B) 3 C) 4 D) 5 E) 6<br />
17. No fim de 1994, Neto tinha a metade da idade de sua avó. A soma dos anos<br />
de nascimento dos dois é 3844. Quantos anos Neto completa em 2006?<br />
A) 55 B) 56 C) 60 D) 62 E) 108<br />
18. A figura a seguir representa um Tangram, quebra-cabeças chinês formado<br />
por 5 triângulos, 1 paralelogramo e 1 quadrado. Sabendo que a área do Tangram a<br />
seguir é 64 cm 2 , qual é a área, em cm 2 , da região sombreada?<br />
5<br />
A<br />
O<br />
B
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
A) 7,6 B) 8 C) 10,6 D) 12 E) 21,3<br />
19. As permutações da palavra BRASIL foram listadas em ordem alfabética,<br />
como se fossem palavras de seis letras em um dicionário. A 361ª palavra nessa<br />
lista é:<br />
A) BRISAL B) SIRBAL C) RASBIL D) SABRIL E) LABIRS<br />
20. No planeta POT o número de horas por dia é igual a número de dias por<br />
semana, que é igual ao número de semanas por mês, que é igual ao número de<br />
meses por ano. Sabendo que em POT há 4096 horas por ano, quantas semanas há<br />
num mês?<br />
A) 8 B) 12 C) 64 D) 128 E) 256<br />
PROBLEMAS – NÍVEL 2<br />
1. Veja o problema No. 4 do nível 1.<br />
2. Veja o problema No. 11 do nível 1.<br />
3. Se um número de dois dígitos é 5 vezes a soma de seus dígitos, então o número<br />
formado pela troca dos dígitos é a soma dos dígitos multiplicada por:<br />
A) 3 B) 5 C) 6 D) 4 E) 7<br />
4. Veja o problema No. 9 do nível 1.<br />
5. Na figura, AB = AC, AE = AD e o ângulo BAD mede 30 o . Então o ângulo x<br />
mede:<br />
B D<br />
A)10 o B) 20 o C) 15 o D) 30 o E) 5 o<br />
30°<br />
A<br />
6<br />
x<br />
E<br />
C
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
6. A soma de três números naturais consecutivos é igual ao produto desses três<br />
números. A soma dos quadrados desses números é:<br />
A) 14 B) 15 C) 18 D) 24 E) 36<br />
7. Veja o problema No. 17 do nível 1.<br />
8. Três quadrados são colados pelos seus vértices entre si e a dois bastões<br />
verticais, como mostra a figura.<br />
30° 1<strong>26</strong>°<br />
A medida do ângulo x é:<br />
A) 39º B) 41º C) 43º D) 44º E) 46º<br />
9. Sejam a, b e c inteiros e positivos. Entre as opções abaixo, a expressão que<br />
não pode representar o número 24 é:<br />
A) ab 3 B) a 2 b 3 C)<br />
7<br />
75°<br />
c c<br />
ab D) ab 2 c 3 E)<br />
x<br />
b c a<br />
abc<br />
10. O número de quadrados que podem ser construídos com vértices nos pontos<br />
da figura abaixo é:<br />
A) 18 B) 14 C) 9 D) 20 E) 10<br />
11. Veja o problema No. 12 do nível 1.<br />
13. O máximo divisor comum de todos os termos da seqüência = n − n<br />
3<br />
,<br />
1, 2, 3, ...<br />
n = é:<br />
A) 2 B) 3 C) 4 D) 5 E) 6<br />
a n
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
14. Samuel possui três irmãos a mais do que irmãs. O número de irmãos de<br />
Samila, irmã de Samuel, é igual ao dobro do número de suas irmãs. O número de<br />
filhos (homens e mulheres) que possui o pai de Samuel e Samila é:<br />
A) 10 B) 13 C) 16 D) 17 E) 20<br />
15. Veja o problema No. 18 do nível 1.<br />
16. João escreveu todos os números com menos de 4 dígitos usando apenas os<br />
algarismos 1 e 2 numa folha de papel e depois somou todos eles. O valor obtido<br />
foi:<br />
A) 2314 B) 3000 C) 1401 D) 2316 E) 1716<br />
17. Sejam a, b e c números reais positivos cuja soma é 1. Se a, b e c são as<br />
medidas dos lados de um triângulo, podemos concluir que<br />
1<br />
1<br />
1<br />
A) 0 < a− b < e 0 < b− c < e 0 < c− a <<br />
2<br />
2<br />
2<br />
1 1 1<br />
B) a < e b < e c <<br />
2 2 2<br />
1 1 1<br />
C) a+ b<<br />
e b+ c<<br />
e c+ a<<br />
2 2 2<br />
1 1 1<br />
D) a ≤ e b ≤ e c ≤<br />
3 3 3<br />
1 1 1<br />
E) a ≥ e b ≥ e c ≥<br />
3 3 3<br />
18. O número de soluções inteiras e positivas do sistema abaixo é:<br />
A) 45 B) 23<br />
2 ⎧ a+ b= c<br />
⎨<br />
⎩a+<br />
b+ c=<br />
30<br />
C) 24 D) 25 E) 72<br />
19. Um número com dois dígitos distintos e não nulos é chamado de bonito se o<br />
dígito das dezenas é maior do que o dígito das unidades. A quantidade de<br />
números bonitos é:<br />
A) 72 B) 36 C) 35 D) 64 E) 56<br />
20. O professor Piraldo aplicou uma prova para seus cinco alunos e, após corrigilas,<br />
digitou as notas em uma planilha eletrônica que calcula automaticamente a<br />
média das notas à medida que elas são digitadas. Piraldo notou que após digitar<br />
cada nota a média calculada pela planilha era um número inteiro. Se as notas dos<br />
8
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
cinco estudantes são, em ordem crescente, 71, 76, 80, 82 e 91, a última nota que<br />
Piraldo digitou foi:<br />
A) 71 B) 76 C) 80 D) 82 E) 91<br />
21. Simplificando a expressão:<br />
2+ 3 . 2+ 2+ 3 . 2+ 2+ 2+ 3 . 2− 2+ 2+ 3<br />
obtemos:<br />
A) 2 B) 3 C) 1 D) 2 + 2 E) 2 + 3<br />
22. Ludmilson percebeu que para numerar as páginas de um livro,<br />
consecutivamente, a partir da página 2, foram usados 2006 algarismos. O número<br />
de páginas do livro de Ludmilson é:<br />
A)701 B) 702 C) 703 D) 704 E) 705<br />
23. Sejam x , y,<br />
z números reais não nulos tais que x + y + z = 0 . O valor de<br />
2 2 2 ⎛ 1<br />
( xyz)<br />
⎜ 3 3<br />
⎝ x y<br />
1 1 ⎞<br />
+ + 3 3 3 3 ⎟<br />
x z y z ⎠ é:<br />
A) 0 B) 1 C) 2 D) 3 E) 4<br />
24. Veja o problema No. 10 do nível 1.<br />
25. Na figura a seguir, ABC é um triângulo qualquer e ACD e AEB são triângulos<br />
eqüiláteros. Se F e G são os pontos médios de EA e AC, respectivamente, a razão<br />
BD<br />
FG é:<br />
E<br />
F<br />
B<br />
A<br />
G<br />
C<br />
D<br />
A) 1<br />
2<br />
B) 1<br />
C) 3<br />
2<br />
D) 2<br />
E) Depende das medidas dos lados de ABC.<br />
9
PROBLEMAS – NÍVEL 3<br />
1. Veja o problema No. 17 do nível 1.<br />
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
2. Quantos resultados diferentes podemos obter somando pares de números<br />
distintos do conjunto {1,2, … ,2006} ?<br />
A) 2006 B) 2007 C) 4009 D) 4011 E) 4012<br />
3. Uma colônia de amebas tem inicialmente uma ameba amarela e uma ameba<br />
vermelha. Todo dia, uma única ameba se divide em duas amebas idênticas. Cada<br />
ameba na colônia tem a mesma probabilidade de se dividir, não importando sua<br />
idade ou cor. Qual é a probabilidade de que, após 2006 dias, a colônia tenha<br />
exatamente uma ameba amarela?<br />
1<br />
A) 2006<br />
2<br />
B) 1<br />
2006<br />
1<br />
C)<br />
2007<br />
4. Veja o problema No. 8 do nível 2.<br />
10<br />
D)<br />
1<br />
2006 2007<br />
⋅<br />
E) 2006<br />
2007<br />
5. Os dois números reais a e b são não nulos e satisfazem ab = a – b. Assinale a<br />
a b<br />
alternativa que exibe um dos possíveis valores de + − ab .<br />
b a<br />
A) –2 B) 1<br />
− C)<br />
2<br />
1<br />
1<br />
D) E) 2<br />
3 2<br />
6. De quantas maneiras podemos colocar, em cada espaço abaixo, um entre os<br />
algarismos 4, 5, 6, 7, 8, 9, de modo que todos os seis algarismos apareçam e<br />
formem, em cada membro, números de dois algarismos que satisfazem a dupla<br />
desigualdade?<br />
_ _ > _ _ > _ _<br />
A) 100 B) 120 C) 240 D) 480 E) 720<br />
7. Que expressão não pode representar o número 24 para valores inteiros<br />
positivos convenientes de a, b e c?<br />
A) ab 3 B) a 2 b 3 C) a c b c D) ab 2 c 3 E) a b b c c a<br />
2<br />
8. Qual dos valores abaixo de x é tal que 2x + 2x+ 19 não é um número primo?<br />
A) 50 B) 37 C) 9 D) 5 E) 1<br />
9. Veja o problema No. 17 do nível 2.
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
10. Uma seqüência tem 9 números reais, sendo o primeiro 20 e o último 6. Cada<br />
termo da seqüência, a partir do terceiro, é a média aritmética de todos os<br />
anteriores. Qual é o segundo termo da seqüência?<br />
A) –8 B) 0 C) 4 D) 14 E) 2006<br />
11. Quantos ternos de números reais x, y, z satisfazem o sistema abaixo?<br />
xx ( + y+ z)<br />
= 2005<br />
yx ( + y+ z)<br />
= 2006<br />
zx ( + y+ z)<br />
= 2007<br />
A) Nenhum B) 1 C) 2 D) 3 E) 2006<br />
12. Arnaldo tem vários quadrados azuis 1× 1,<br />
vários quadrados amarelos 2× 2 e<br />
vários quadrados verdes 3× 3 e quer montar um quadrado maior no qual<br />
apareçam as três cores. Qual é a menor quantidade de quadrados que ele poderá<br />
utilizar ao todo?<br />
A) 3 B) 6 C) 7 D) 8 E) 9<br />
x − 5 2006<br />
13. Sejam x e y números racionais. Sabendo que<br />
também é um<br />
4 − y 2006<br />
número racional, quanto vale o produto xy?<br />
A) 20<br />
B) Pode ser igual a 20, mas também pode assumir outros valores.<br />
C) 1<br />
D) 6<br />
E) Não se pode determinar.<br />
14. Veja o problema No. 20 do nível 2.<br />
15. Veja o problema No. 25 do nível 2.<br />
16. O inteiro positivo x é múltiplo de 2006 e x está entre 2005 e 2007. Qual é o<br />
número de possíveis valores de x?<br />
A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5<br />
17. Na figura temos dois semicírculos de diâmetros PS, de medida 4, e QR,<br />
paralelo a PS. Além disso, o semicírculo menor é tangente a PS em O. Qual é a<br />
área destacada?<br />
11
P<br />
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Q R<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
S<br />
12<br />
A) 2π – 2<br />
B) 3π<br />
C) π<br />
D) 4<br />
E) 2π – 4<br />
18. Iniciando com o par (2048, 1024), podemos aplicar quantas vezes quisermos a<br />
⎛3a+ b a+ 3b⎞<br />
operação que transforma o par (a, b) no par ⎜ , ⎟,<br />
então, dentre os<br />
⎝ 4 4 ⎠<br />
seguintes pares:<br />
1) (1664, 1408)<br />
2) (1540, 1532)<br />
3) (1792, 1282)<br />
4) (1537, 1535)<br />
5) (1546, 15<strong>26</strong>)<br />
A) Todos podem ser obtidos.<br />
B) Apenas o par 4 não pode ser obtido.<br />
C) Apenas o par 3 não pode ser obtido.<br />
D) Existem exatamente dois pares que não podem ser obtidos.<br />
E) Existem mais de dois pares que não podem ser obtidos.<br />
19. Num tabuleiro retangular de 13 linhas e 17 colunas colocamos números em<br />
cada casinha da seguinte maneira: primeiro, numeramos as casinhas da primeira<br />
linha, da esquerda para a direita, com os números 1, 2, 3, …, 17, nessa ordem;<br />
depois numeramos a segunda linha, também da esquerda para a direita, com os<br />
números de 18 a 34, e assim por diante. Após preenchermos todo o tabuleiro,<br />
colocamos em cada casinha um segundo número, numerando as casinhas da<br />
primeira coluna, de cima para baixo, com os números 1, 2, 3, …, 13, nessa<br />
ordem, depois numeramos a segunda coluna, também de cima da baixo, com os<br />
números de 14 a <strong>26</strong>, e assim por diante. Deste modo, cada casinha tem dois<br />
números. Quantas casinhas têm dois números iguais?<br />
A) 2 B) 3 C) 4 D) 5 E) 6<br />
20. Altino está encostado num muro bem alto, durante a noite. A rua onde Altino<br />
está é iluminada por uma lâmpada no topo de um poste de 4 metros de altura, a<br />
10 metros de distância do muro. Altino, um rapaz de 2 metros de altura, anda em<br />
direção ao muro. Seja f(x) a altura, em metros, da sombra de Altino produzida
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
pela lâmpada no muro quando Altino está a uma distância de x metros do muro.<br />
Qual alternativa representa melhor o gráfico de f(x)?<br />
A)<br />
f(x)<br />
f(x)<br />
D) x<br />
x<br />
B)<br />
E)<br />
f(x)<br />
f(x)<br />
13<br />
x<br />
x<br />
f(x)<br />
C) x<br />
21. O piso de um quarto tem forma de um quadrado de lado 4 m. De quantas<br />
maneiras podemos cobrir totalmente o quarto com oito tapetes iguais de<br />
dimensões 1 m e 2 m? Mostramos abaixo três maneiras de fazê-lo:<br />
A) 27 B) 30 C) 34 D) 36 E) 52<br />
22. Dois pontos A e B de um plano α estão a 8 unidades de distância. Quantas<br />
retas do plano α estão a 2 unidades de A e 3 unidades de B?<br />
A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5<br />
23. Considere os 2161 produtos 0 ⋅ 2160 , 1⋅ 2159 , 2 ⋅ 2158 , ..., 2160 ⋅ 0 . Quantos<br />
deles são múltiplos de 2160?<br />
A) 2 B) 3 C) 12 D) 13 E) 2161<br />
24. Qual é o menor valor que a expressão<br />
2<br />
x + 1 +<br />
reais?<br />
2<br />
( y− x) + 4 +<br />
2<br />
( z− y) + 1 +<br />
2<br />
(10 − z)<br />
+ 9 pode assumir, sendo x, y e z<br />
A) 7 B) 13 C) 4 + 109 D) 3+ 2 + 90 E) 149
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
25. Um cubo de aresta 1 é cortado em quatro regiões por dois planos: um deles<br />
contém as arestas AB e CD e o outro contém as arestas AE e DF. Qual é o volume<br />
da(s) maior(es) das quatro regiões?<br />
E<br />
C D<br />
A B<br />
GABARITO<br />
F<br />
A) 1<br />
4<br />
D) 3<br />
8<br />
14<br />
1<br />
B)<br />
3<br />
E) 1<br />
2<br />
NÍVEL 1 (5ª. e 6ª. Séries)<br />
1) A 6) D 11) C 16) B<br />
2) A 7) B 12) D 17) C<br />
3) B 8) E 13) E 18) D<br />
4) D 9) A 14) C 19) E<br />
5) B 10) C 15) C 20) A<br />
C) 2<br />
4<br />
NÍVEL 2 (7ª. e 8ª. Séries)<br />
1) D 6) A 11) D 16) C 21) C<br />
2) C 7) C 12) C 17) B 22) E<br />
3) C 8) A 13) E 18) C 23) D<br />
4) A 9) B 14) C 19) B 24) C<br />
5) C 10) D 15) D 20) C 25) D<br />
NÍVEL 3 (Ensino Médio)<br />
1) C 6) B 11) C 16) D 21) D<br />
2) C 7) B 12) D 17) A 22) D<br />
3) C 8) B 13) A 18) D 23) D<br />
4) A 9) B 14) C 19) D 24) E<br />
5) E 10) A 15) D 20) A 25) B
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
XXVIII OLIMPÍADA BRASILEIRA DE MATEMÁTICA<br />
Problemas e Soluções da Segunda Fase<br />
PROBLEMAS – Nível 1 PARTE A<br />
(Cada problema vale 5 pontos)<br />
2 3 4<br />
2005 2006<br />
2 2 2 2 2<br />
01. Qual é a soma dos algarismos do número + + + + + ?<br />
2 3<br />
2004 2005<br />
2 2 2 2 2<br />
02. A massa de gordura de uma certa pessoa corresponde a 20% de sua massa<br />
total. Essa pessoa, pesando 100 kg, fez um regime e perdeu 40% de sua gordura,<br />
mantendo os demais índices. Quantos quilogramas ela pesava ao final do regime?<br />
03. Quantos os números de dois algarismos têm a soma desses algarismos igual a<br />
um quadrado perfeito? Lembre-se que, por exemplo, 09 é um número de um<br />
algarismo.<br />
04. Os números de 1 a 99 são escritos lado a lado: 123456789101112...9899.<br />
Então aplicamos a seguinte operação: apagamos os algarismos que aparecem nas<br />
posições pares, obtendo 13579012...89. Repetindo essa operação mais 4 vezes,<br />
quantos algarismos irão sobrar?<br />
05. Com a parte destacada da folha retangular ao<br />
lado, pode-se montar um cubo. Se a área da folha<br />
é 300cm 2 , qual é o volume desse cubo, em cm 3 ?<br />
06. Na tabela a seguir, escreva os números de 1 a 9 em cada coluna, de modo que<br />
a soma dos números escritos nas 9 linhas seja a mesma, igual a Y. Seja X a soma<br />
dos números de cada coluna. Calcule X + Y.<br />
X X X<br />
15<br />
Y<br />
Y<br />
Y<br />
Y<br />
Y<br />
Y<br />
Y<br />
Y<br />
Y
PROBLEMAS – Nível 1 PARTE B<br />
(Cada problema vale 10 pontos)<br />
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
PROBLEMA 1<br />
Jade escreveu todos os números de 3 algarismos em cartões amarelos, um por<br />
cartão e escreveu todos os números de 4 algarismos em cartões azuis, um por<br />
cartão. Os cartões são todos do mesmo tamanho.<br />
a) Ao todo, quantos cartões foram utilizados? Lembre-se que, por exemplo, 037 é<br />
um número de dois algarismos, bem como 0853 é um número de três algarismos.<br />
b) Todos os cartões são então colocados numa mesma urna e embaralhados.<br />
Depois Jade retira os cartões, um a um, sem olhar o que está pegando. Quantos<br />
cartões Jade deverá retirar para ter certeza de que há dois cartões azuis entre os<br />
retirados?<br />
PROBLEMA 2<br />
No quadriculado a seguir, cada quadradinho tem 1 cm 2 de área.<br />
a) Qual é a área e o perímetro da figura formada pelos quadradinhos pintados de<br />
cinza?<br />
b) Pintando outros quadradinhos, podemos aumentar a área dessa figura, sem<br />
mudar o seu perímetro. Qual é o valor máximo da área que podemos obter dessa<br />
maneira?<br />
PROBLEMA 3<br />
Esmeralda inventou uma brincadeira. Digitou alguns algarismos na primeira linha<br />
de uma folha. Depois, na segunda linha, fez a descrição dos algarismos digitados<br />
da seguinte maneira: ela apresentou as quantidades de cada um dos que<br />
apareceram, em ordem crescente de algarismo. Por exemplo, após digitar<br />
21035662112, ela digitou 1031321315<strong>26</strong>, pois em 21035662112 existe um<br />
algarismo 0, três algarismos 1, três algarismos 2, um algarismo 3, um algarismo 5<br />
e dois algarismos 6.<br />
a) Ela começou uma nova folha com 1. Fez, então, sua descrição, ou seja, digitou<br />
11 na segunda linha. Depois, descreveu 11, ou seja, digitou 21 na terceira linha, e<br />
assim continuou. O que ela digitou na 10 a linha da folha?<br />
16
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
b) Esmeralda gostou tanto de fazer isso que decidiu preencher várias folhas com<br />
essa brincadeira, começando com 01 na primeira linha da primeira folha. Quais<br />
são os dois primeiros algarismos da esquerda do que ela digitou na 2006 a linha?<br />
PROBLEMAS – Nível 2 PARTE A<br />
(Cada problema vale 4 pontos)<br />
01. Esmeralda posicionou todos os números naturais de 1 a 2006 no seguinte<br />
arranjo em forma de pirâmide:<br />
21<br />
20 13 22<br />
19 12 7 14 23<br />
18 11 6 3 8 15 24<br />
17 10 5 2 1 4 9 16 25<br />
Em qual andar se encontrará o número 2006? (Por exemplo: o número 1 está no<br />
primeiro andar, o 6 no segundo andar e o 23 no terceiro).<br />
02. A soma dos quadrados de três inteiros consecutivos é igual a 302. Qual é a<br />
soma desses números?<br />
03. Seja ABC um triângulo retângulo em A. Considere M e N pontos sobre a<br />
hipotenusa BC tais que CN = NM = MB. Os pontos X e Y são tais que XA = AM e<br />
YA = AN. Determine a área do quadrilátero XYBC, sabendo que o triângulo ABC<br />
tem área 12 cm 2 .<br />
X<br />
Y<br />
A<br />
C<br />
04. Um tabuleiro de xadrez 8 × 8 será decomposto em retângulos que satisfazem<br />
simultaneamente as seguintes propriedades:<br />
(i) cada retângulo possui um número inteiro de casas;<br />
(ii) os diversos retângulos possuem números de casas distintos entre si;<br />
(iii) cada retângulo possui a mesma quantidade de casas brancas e pretas.<br />
17<br />
N<br />
M<br />
B
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
Qual é o maior número de retângulos que pode ter a decomposição do tabuleiro?<br />
05. A partir de uma terna ordenada (a, b, c), obtemos uma seqüência de ternas<br />
através de sucessivas transformações do tipo:<br />
(a, b, c) → (a 2 ⋅ b, a – b + c, b – c).<br />
Por exemplo, a partir da terna (1, 2, 3), obtemos a seguinte seqüência:<br />
(1, 2, 3) → (2, 2, –1) → (8, –1, 3) → (–64, 12, –4) ...<br />
Se começarmos com (1, 1, 1) como a primeira terna ordenada de uma seqüência,<br />
qual será a soma dos três termos da terna que ocupará a 2006 a posição nesta<br />
seqüência?<br />
PROBLEMAS – Nível 2 PARTE B<br />
(Cada problema vale 10 pontos)<br />
PROBLEMA 1<br />
Na Rua do Gengibre, existem n casas numeradas de 1 a n (n∈ ). As casas de<br />
numeração par ficam todas de um mesmo lado da rua, com as casas de numeração<br />
ímpar do lado oposto. O prefeito Ludmilson Amottarim resolveu derrubar<br />
alguma(s) casa(s) a fim de que as somas dos números das casas fossem iguais dos<br />
dois lados da rua. Para atingir o seu objetivo, qual é o número mínimo de casas<br />
que o prefeito deve derrubar se:<br />
a) a rua tem n = 15 casas?<br />
b) a rua tem n = 16 casas?<br />
c) a rua tem n = 2006 casas?<br />
PROBLEMA 2 No triângulo ABC isósceles abaixo, I é o encontro das bissetrizes e<br />
H é o encontro das alturas. Sabe-se que ∠HAI = ∠HBC = α. Determine o<br />
ângulo α.<br />
A<br />
B<br />
I<br />
H<br />
18<br />
C
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
PROBLEMA 3<br />
Sejam a e b números reais distintos tais que a 2 = 6b + 5ab e b 2 = 6a + 5ab.<br />
a) Determine o valor de a + b.<br />
b) Determine o valor de ab.<br />
PROBLEMA 4<br />
Todos os inteiros de 1 a 2006 são escritos num quadro. Então, cada um destes<br />
números é substituído pela soma de seus algarismos. Estas substituições são<br />
realizadas repetidas vezes até que tenhamos 2006 números com 1 algarismo cada.<br />
Dos números que restaram no quadro, qual aparece mais vezes: o 1 ou o 2?<br />
PROBLEMAS – Nível 3 PARTE A<br />
(Cada problema vale 4 pontos)<br />
01. O par ordenado (83; 89) é chamado de par centenário porque 83 + 8 + 9 = 89<br />
+ 8 + 3 = 100, isto é, a soma de cada número com os dígitos do outro número é<br />
100. Quantos são os pares centenários?<br />
02. Na figura a seguir, o pentágono regular ABCDE e o triângulo EFG estão<br />
inscritos na circunferência Co, e M é ponto médio de BC. Para qual valor de α ,<br />
em graus, os triângulos EFG e HIG são semelhantes?<br />
B<br />
F<br />
G<br />
α<br />
H<br />
M<br />
C<br />
I<br />
A<br />
03. Esmeralda e Jade correm em sentidos opostos em uma pista circular,<br />
começando em pontos diametralmente opostos. O primeiro cruzamento entre elas<br />
ocorre depois de Esmeralda ter percorrido 200 metros. O segundo cruzamento<br />
ocorre após Jade ter percorrido 350 metros entre o primeiro e o segundo ponto de<br />
encontro. As velocidades das moças são constantes. Qual é o tamanho da pista,<br />
em metros?<br />
04. Qual a maior quantidade de lados que pode ter uma secção determinada por<br />
um plano em um octaedro regular?<br />
19<br />
D<br />
E<br />
Co
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
05. Ao jogarmos uma certa quantidade de dados cúbicos com faces numeradas de<br />
1 a 6, a probabilidade de obtermos soma dos pontos 2006 é igual à probabilidade<br />
de obtermos soma dos pontos S. Qual é o menor valor possível de S?<br />
PROBLEMAS – Nível 3 PARTE B<br />
(Cada problema vale 10 pontos)<br />
PROBLEMA 1<br />
Seja n inteiro positivo. De quantas maneiras podemos distribuir n + 1 brinquedos<br />
distintos para n crianças de modo que toda criança receba pelo menos um<br />
brinquedo?<br />
PROBLEMA 2<br />
Encontre todos os pares de inteiros positivos (a; b) tais que (a + 1)(b + 1) é<br />
múltiplo de ab + 1.<br />
PROBLEMA 3<br />
No triângulo ABC tem-se AB = 4, AC = 3 e o ângulo BÂC mede 60 o . Seja D o<br />
ponto de intersecção entre a reta perpendicular a AB passando por B e a reta<br />
perpendicular a AC passando por C. Determine a distância entre os ortocentros<br />
dos triângulos ABC e BCD.<br />
PROBLEMA 4<br />
A seqüência Fn é definida por F1 = F2 = 1 e Fn = Fn – 1 + Fn – 2 para n ≥ 3. Encontre<br />
todos os pares de inteiros positivos (m, n) tais que Fm ⋅ Fn = mn.<br />
Soluções Nível 1 – Segunda Fase – Parte A<br />
Problema 01 02 03 04 05 06<br />
Resposta 5 92 17 6 125 60<br />
2 3 4 2005 2006<br />
2 2 2 2 2<br />
01. + + + + + = 2 2 2 2 2 2005 2 4010<br />
2 3 2004 2005<br />
2 2 2 2 2<br />
<br />
+ + + +<br />
+ = ⋅ = .<br />
2005 parcelas iguais<br />
A soma dos algarismos desse número é 4 + 0 + 1+<br />
0 = 5 .<br />
02. Como 20% da massa total dessa pessoa correspondem à massa de gordura, ela<br />
tem 20 % ⋅100<br />
= 20 kg de gordura. Ela perdeu 40% da sua gordura, ou seja,<br />
perdeu 40 % ⋅ 20 = 8 kg de gordura, e como manteve os demais índices, ela pesava<br />
ao final do regime 100 − 8 = 92 kg.<br />
20
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
03. A soma dos algarismos dos números de dois algarismos varia de 1 a 18.<br />
Dessas somas, as que são quadrados perfeitos são 1, 4, 9 e 16. Temos então<br />
• Soma 1: número 10<br />
• Soma 4: números 13, 22, 31 e 40<br />
• Soma 9: números 18, 27, 36, 45, 54, 63, 72, 81 e 90<br />
• Soma 16: números 79, 88 e 97<br />
Portanto, nas condições propostas, há 17 números.<br />
04. A quantidade inicial de algarismos é 9 + 2× 90 = 189 , dos quais 94 aparecem<br />
nas posições pares e 95 nas posições ímpares. Apagados os algarismos que<br />
aparecem nas posições pares, sobram 95 algarismos; desses, 47 estão nas<br />
posições pares e 48 nas posições ímpares. Repetindo a operação, restam 48<br />
algarismos, sendo 24 algarismos em posições pares e 24 em posições ímpares. Na<br />
terceira aplicação da operação restam 12 algarismos e, na quarta, sobram 6<br />
algarismos.<br />
05. Como a área da folha é 300cm 2 , cada quadrado destacado tem área<br />
300 = cm 2 e, portanto, lado medindo 5cm. Logo o volume desse cubo é<br />
25<br />
12<br />
5 125<br />
3 = cm 3 .<br />
06. A soma dos 27 números escritos na tabela é igual a<br />
3 vezes X e a 9 vezes o Y. Como X é a soma dos<br />
números de cada coluna, temos<br />
X = 1 + 2 + 3 + + 9 = 45 . Portanto<br />
3 ⋅ ( 1 + 2 + 3 + + 9)<br />
= 9 ⋅ Y ⇔ 3⋅<br />
45 = 9 ⋅ Y ⇔ Y = 15<br />
Logo X + Y = 45 + 15 = 60 . O desenho ao lado<br />
mostra uma forma de escrever os números na tabela.<br />
Soluções Nível 1 – Segunda Fase – Parte B<br />
21<br />
1 5 9 Y<br />
2 6 7 Y<br />
3 4 8 Y<br />
4 9 2 Y<br />
5 7 3 Y<br />
6 8 1 Y<br />
7 2 6 Y<br />
8 3 4 Y<br />
9 1 5 Y<br />
X X X<br />
SOLUÇÃO DO PROBLEMA 1:<br />
a) Há 999 − 100 + 1 = 900 números de três algarismos, escritos em cartões<br />
amarelos, e 9999 − 1000 + 1 = 9000 números de quatro algarismos, escritos em<br />
cartões azuis. Ao todo, foram utilizados 900 + 9000 = 9900 cartões.<br />
b) Como existe a possibilidade de serem retirados todos os cartões amarelos antes<br />
de aparecer algum azul, para Jade ter certeza de que há dois cartões azuis entre os
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
retirados ela deverá retirar 900 + 2 = 902 cartões.<br />
SOLUÇÃO DO PROBLEMA 2:<br />
Como cada quadradinho tem 1 cm 2 de área, o lado de cada um mede 1 cm.<br />
a) Há 20 quadradinhos pintados de cinza. Logo a área da figura formada é<br />
2<br />
2<br />
20 ⋅ 1 cm = 20 cm e como há 8 segmentos verticais à esquerda e 8 à direita<br />
além de 9 segmentos horizontais pela parte de cima e 9 pela debaixo, o perímetro,<br />
que é a soma das medidas de todos os lados, é 2 ⋅ 8 + 2 ⋅ 9 = 16 + 18 = 34 cm .<br />
b) O quadriculado inteiro é um retângulo de lados 8 cm e 9 cm, e portanto de<br />
perímetro 2 ⋅ 8 + 2 ⋅ 9 = 16 + 18 = 34 cm . Deste modo, o valor máximo da área que<br />
podemos obter é quando a figura for igual a todo o quadriculado e, assim, a área<br />
2<br />
será 8 ⋅ 9 = 72 cm .<br />
SOLUÇÃO DO PROBLEMA 3:<br />
a) Ela escreveu em cada uma das 9 primeiras linhas, na seguinte ordem, 1, 11, 21,<br />
1112, 3112, 211213, 312213, 212223 e 114213. Logo na 10ª. linha ela escreveu<br />
31121314.<br />
b) Esmeralda escreveu em cada uma das primeiras linhas, na seguinte ordem, 01,<br />
1011, 1031, 102113, 10311213, 10411223, 1031221314, 1041222314,<br />
1031321324, 1031223314, 1031223314,..., e percebeu que, a partir da 10ª. linha,<br />
o número 1031223314 começa a repetir.<br />
Portanto os dois primeiros algarismos da esquerda do número que ela digitou na<br />
2006 a . linha serão 1e 0.<br />
Soluções Nível 2 – Segunda Fase – Parte A<br />
Problema 01 02 03 04 05<br />
Resposta 20 30 ou – 30 ou ± 30 32 07 00<br />
22
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
01. Os números da coluna do meio podem ser dados por: 1 + 2 + 4 + 6 + 8 +...+<br />
2n = n 2 + n + 1. Dessa forma o número do topo é: 44 2 + 44 + 1 = 1981. Como<br />
1981 está no 45° andar, e 2006 –1981 = 25, 2006 deve estar no 20° andar.<br />
02. Podemos representar os três inteiros consecutivos por n− 1, n e n+<br />
1.<br />
Temos<br />
2 2 2<br />
2 2 2 2<br />
( n− 1) + n + ( n+ 1) = 302 ⇔n − 2n+ 1+ n + n + 2n+ 1= 302 ⇔ 3n + 2 = 302<br />
2 2<br />
⇔ 3n = 300 ⇔ n = 100 ⇔ n=− 10 ou n=<br />
10<br />
Portanto, os três inteiros consecutivos são −11, −10 e − 9 ou 9,10 e 11.<br />
Se admitirmos que estamos falando de inteiros positivos, a resposta é<br />
9+ 10+ 11= 30.<br />
Rigorosamente falando a resposta deveria ser: se os inteiros são positivos, então a<br />
sua soma é 30 e se os inteiros são negativos, então sua soma é –30.<br />
Pontuação: 4 pontos para 30 ou para – 30 ou para ± 30.<br />
03.<br />
Observe que os triângulos AXY e ANM são congruentes, e
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
14 = 56, pois 2 + 4 + 6 + 8 + 10 + 12 + 14 + 16 = 72, ou seja, a soma de 8<br />
números pares distintos é sempre maior que 64. Portanto, a decomposição pode<br />
ter no máximo 7 retângulos. Abaixo uma decomposição com 7 retângulos.<br />
05. Fazendo as primeiras transformações, obtemos a seguinte seqüência:<br />
(1, 1, 1) → (1, 1, 0) → (1, 0, 1) → (0, 2, –1) → (0, –3, 3) → (0, 6, –6) → ...<br />
Primeiramente, vemos que a partir da quarta terna, o primeiro vai ser sempre<br />
igual a 0 (zero). Então, a partir desta terna, as transformações são do tipo: (0, b, c)<br />
→ (0, – b + c, b – c). Logo, a partir da quarta terna ordenada da seqüência, a<br />
soma dos termos de todas as ternas será igual a 0 – b + c + b – c = 0.<br />
Logo, a soma dos três termos da terna que ocupará a 2006ª posição nesta<br />
seqüência é igual a 0 (zero).<br />
Soluções Nível 2 – Segunda Fase – Parte B<br />
SOLUÇÃO DO PROBLEMA 1:<br />
Vamos usar a notação:<br />
S_par = soma de todas as casas de numeração par;<br />
S_ímpar = soma de todas as casas de numeração ímpar.<br />
a) Para este caso, temos: S_par = 2 + 4 + 6 + 8 + 10 + 12 + 14 = 56 e S_ímpar =<br />
1 + 3 + 5 + 7 + 9 + 11 + 13 + 15 = 64. Como a diferença entre as somas é par e<br />
S_ímpar > S_par, há a necessidade de retirar pelo menos duas casas do lado<br />
ímpar como, por exemplo, as casas de numeração 7 e 1. Aí, teremos S_par =<br />
S_ímpar = 56. Assim, o prefeito deve derrubar pelo menos 2 casas.<br />
b) Para este caso, temos: S_par = 2 + 4 + 6 + 8 + 10 + 12 + 14 +16 = 72 e<br />
S_ímpar = 1 + 3 + 5 + 7 + 9 + 11 + 13 +15 = 64. Como a diferença entre as<br />
somas é par e S_par > S_ímpar, pode-se retirar apenas uma casa do lado par: a<br />
casa de numeração 8.<br />
Aí, teremos S_par = S_ímpar = 64. Assim, o prefeito deve derrubar 1 casa.<br />
c) Para este caso, temos: S_par = 2 + 4 + 6 + 8 + 10 + ... + 2006 e S_ímpar = 1 +<br />
3 + 5 + ... + 2005. Assim, temos S_par – S_ímpar = (2 – 1) + (4 – 3) + ... + (2006<br />
24
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
– 2005) = 1003. Como 1003 é ímpar, uma única casa não é suficiente, mas retirar<br />
as casas de numeração 1006 e 3 basta para que S_par = S_ímpar. Assim, o<br />
número mínimo de casas que o prefeito deve derrubar é 2 casas.<br />
SOLUÇÃO DO PROBLEMA 2:<br />
A<br />
B<br />
I<br />
H<br />
Como o triângulo é isósceles concluímos que, ∠CBM = ∠ABM e ∠ACB = 90 o –<br />
α, com isso, ∠CAQ = α, pois AQ é uma altura. Como AI é bissetriz, então ∠CAI<br />
= ∠IAB = 2α. Finalmente no ∆ AMB: α + α + 2α + α = 90 o ⇒ α = 18 o .<br />
SOLUÇÃO DO PROBLEMA 3:<br />
2 2<br />
a) Subtraindo as duas equações dadas temos a − b = 6(<br />
b − a)<br />
ou seja<br />
a − b a + b + . Como a ≠ b , temos a + b = −6<br />
.<br />
( )( 6)<br />
= 0<br />
2 2<br />
b) Da parte a), elevando ao quadrado, a + b + 2ab<br />
= 36 . Mas, somando as<br />
2 2<br />
equações dadas, temos a + b = 6(<br />
a + b)<br />
+ 10ab<br />
= −36<br />
+ 10ab<br />
. Portanto,<br />
−36 + 2ab<br />
+ 10ab<br />
= 36 o que dá ab = 6.<br />
SOLUÇÃO DO PROBLEMA 4:<br />
Quando trocamos um inteiro positivo pela soma de seus algarismos, não<br />
alteramos o resto da divisão por 9. Isto é explicado pela decomposição do inteiro<br />
na forma:<br />
abcd = 1000a + 100b + 10c + d = 999a + 99b + 9c + a + b + c + d<br />
Daí, temos que:<br />
abcd – ( a + b + c + d ) = 999a + 99b + 9c = 9(111a + 11b + c)<br />
Logo, abcd e a + b + c + d deixam o mesmo resto na divisão por 9.<br />
Como todos os números que restaram no quadro estão entre 0 e 9, inclusive,<br />
todos os números 1 restantes no quadro são originados a partir de números que<br />
deixam resto 1 na divisão por 9 (1, 10, 19, 28, 37, ..., 1999). Da mesma forma,<br />
25<br />
Q<br />
C
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
todos os números 2 restantes no quadro são originados a partir de números que<br />
deixam resto 2 na divisão por 9 (2, 11, 20, 29, 38, ..., 2000). Comparando, vemos<br />
que cada um dos números 1 e 2 aparece 223 vezes no quadro. Portanto, ambos os<br />
números 1 e 2 aparecem o mesmo número de vezes.<br />
Soluções Nível 3 – Segunda Fase – Parte A<br />
Problema 01 02 03 04 05<br />
Resposta 9 36 750 6 339<br />
01. Sejam a, b, c e d algarismos tais que o par (ab, cd) é centenário. Então,<br />
( 10a<br />
+ b)<br />
+ ( c + d)<br />
= ( 10c<br />
+ d)<br />
+ ( a + b)<br />
= 100<br />
como b + c + d ≤ 27 , 10a ≥ 73,<br />
e assim a ≥ 8 e, de modo análogo, c ≥ 8 . Ainda<br />
mais,<br />
( 10a<br />
+ b)<br />
+ ( c + d)<br />
= ( 10c<br />
+ d)<br />
+ ( a + b)<br />
⇔ 9a<br />
= 9c<br />
⇔ a = c .<br />
Temos então 2 casos:<br />
I) a = c = 8 ⇒ 80 + b + 8 + d = 100 ⇔ b + d = 12 , sendo esta uma condição<br />
necessária e suficiente para o par em questão ser centenário. Obtemos assim os 7<br />
seguintes pares:<br />
(83;89), (84;88), (85;87), (86;86), (87;85), (88;84) e (89;83).<br />
II) a = c = 9 ⇒ 90 + b + 9 + d = 100 ⇔ b + d = 1,<br />
obtendo outros 2 pares<br />
centenários:<br />
(90;91) e (91;90).<br />
Há, assim, 9 pares centenários.<br />
02. Seja J a interseção dos segmentos BC e FG. Como M é ponto médio do<br />
segmento BC, oposto ao vértice E, conclui-se que EF é diâmetro, e<br />
∠FGE = ∠BMF<br />
= 90°<br />
. Sendo ABCDE um pentágono regular, ∠ABC = 108°<br />
.<br />
No ∆GHI : ∠GHI = α ⇒ ∠GIH<br />
= 90°<br />
− α .<br />
No ∆BJH : ∠BHJ = α ⇒ ∠BJH<br />
= 72°<br />
− α .<br />
No ∆FJM : ∠FJM = 72° − α ⇒ ∠JFM<br />
= 18°<br />
+ α .<br />
Para que os triângulos EFG e HIG sejam semelhantes, como α ≠ 18 ° + α , a única<br />
possibilidade é termos 90 ° − α = 18°<br />
+ α ⇔ α = 36°<br />
.<br />
03. No momento do primeiro cruzamento, Esmeralda e Jade percorreram a<br />
distância total igual à metade da extensão da pista. Entre o primeiro e o segundo<br />
cruzamento, as moças percorreram uma distância total igual à extensão da pista.<br />
Portanto Esmeralda correu o dobro da distância que correu até o primeiro<br />
cruzamento, ou seja, 2 ⋅ 200 = 400 metros e, deste modo, a extensão da pista é<br />
400 + 350 = 750 metros.<br />
<strong>26</strong>
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Até o primeiro encontro<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
04. Considere os três planos que passam pelo centro do octaedro e contêm 4 das<br />
12 arestas do octaedro, formando três quadrados. A secção corta no máximo dois<br />
lados de cada quadrado. Portanto corta no máximo 6 arestas do octaedro. Assim,<br />
a maior quantidade de lados que uma secção pode determinar no octaedro regular<br />
é 6. Um exemplo de secção hexagonal é um plano paralelo a duas faces opostas.<br />
05. Seja n > 1 a quantidade de dados. Podemos representar um lançamento dos n<br />
dados com a n-upla (a1, a2, …, an), sendo ai o resultado do dado i. Como ai é um<br />
inteiro entre 1 e 6, existe uma bijeção entre os pares (a1, a2, …, an) e (7 – a1, 7 –<br />
a2, …, 7 – an), de modo que a probabilidade de obter soma S = a1 + a2 + … + an é<br />
a mesma de obter soma (7 – a1) + (7 – a2) + … + (7 – an) = 7n – S . Além disso,<br />
para n + 1≤ S ≤ 7n<br />
/ 2 , a probabilidade de obter soma S – 1 é menor do que a<br />
probabilidade de obter soma S. Portanto as somas distintas S e T têm a mesma<br />
probabilidade de ocorrer se, e somente se, T = 7n – S. Em particular, a única soma<br />
com a mesma probabilidade de ocorrer que a soma 2006 é 7n – 2006.<br />
Como 2006 = 334 ⋅ 6 + 2 , precisamos jogar, no mínimo, 335 dados, ou seja,<br />
n ≥ 335 . Pelo fato acima, o valor procurado é 7 ⋅ 335 − 2006 = 339 .<br />
Soluções Nível 3 – Segunda Fase – Parte B<br />
SOLUÇÃO DO PROBLEMA 1:<br />
Uma solução:<br />
Observe que teremos 1 criança com 2 brinquedos, enquanto cada uma das n – 1<br />
crianças restantes terá apenas 1 brinquedo. Assim, temos n possibilidades para a<br />
27<br />
Entre o primeiro e o segundo encontro
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
escolha da felizarda criança, e ⎟ ⎛ n + 1⎞<br />
⎜ possibilidades para escolher os 2<br />
⎝ 2 ⎠<br />
brinquedos desta criança. Restando n – 1 brinquedos e n – 1 crianças, temos (n –<br />
1)! modos de distribuir estes brinquedos entre estas crianças. Assim, temos um<br />
n 1 n 1<br />
total de n ( n 1)!<br />
n!<br />
2<br />
2 ⎟ ⎛ + ⎞ ⎛ + ⎞<br />
⎜<br />
⎟ − = ⎜ modos de distribuir os n + 1 brinquedos entre<br />
⎝ ⎠ ⎝ ⎠<br />
as n crianças.<br />
Outra solução:<br />
Observe que teremos 1 criança com 2 brinquedos, enquanto cada uma das n – 1<br />
crianças restantes terá apenas 1 brinquedo. Temos n escolhas para a criança que<br />
terá dois brinquedos. Escolhida tal criança, o número de maneiras de distribuir os<br />
n + 1 brinquedos é igual ao número de anagramas da palavra A1A1A2A3…An, que é<br />
( n + 1)!<br />
( n + 1)!<br />
= . Assim, o total de maneiras de distribuir os n + 1 brinquedos<br />
2!<br />
2<br />
( + 1)!<br />
entre as n crianças é ⋅<br />
2<br />
n<br />
n .<br />
SOLUÇÃO DO PROBLEMA 2:<br />
Uma solução:<br />
ab + 1( a + 1)(<br />
b + 1)<br />
⇒ ab + 1ab<br />
+ a + b + 1 ⇒ ab + 1(<br />
ab + a + b + 1)<br />
− ( ab + 1)<br />
⇒<br />
⇒ ab + 1a + b ⇒ ab + 1 ≤ a + b ⇒ a(<br />
b −1)<br />
≤ b −1<br />
. Desta última desigualdade,<br />
observamos que, se b > 1,<br />
então a ≤ 1 ⇒ a = 1,<br />
ou seja, um dentre os inteiros a e<br />
b vale 1. Suponha, então, sem perda de generalidade, que a = 1. Substituindo,<br />
obtemos a = 1 ⇒ b + 12(<br />
b + 1)<br />
, o que é válido para todo inteiro positivo b. As<br />
soluções são, então, (1, b) e (a, 1).<br />
Outra solução:<br />
Como (a + 1)(b + 1) é múltiplo de ab + 1, existe um inteiro positivo k tal que<br />
( a + 1)(<br />
b + 1)<br />
= k(<br />
ab + 1)<br />
⇔ a(<br />
kb − b −1)<br />
= b − k + 1.<br />
Se kb – b – 1 = 0, então<br />
1<br />
k = 1+ , que é inteiro se, e somente se, b = 1. Se kb − b −1<br />
≠ 0 então<br />
b<br />
b − k + 1<br />
a = ≥ 1⇒<br />
b − k + 1 ≥ kb − b −1<br />
⇔ k ≤ 2 . Se k = 1, obtemos a = – (b + 1)<br />
kb − b −1<br />
< 0. Logo k = 2 e a = 1. Verifica-se que (1, b) e (a, 1) são realmente as soluções.<br />
28
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
SOLUÇÃO DO PROBLEMA 3:<br />
Uma solução:<br />
Sejam A’ o ortocentro do triângulo BCD e D’ o ortocentro do triângulo ABC.<br />
60 o<br />
C<br />
D’<br />
A B<br />
Como as retas CD’ e BD são ambas perpendiculares a AB, são paralelas.<br />
Analogamente, as retas BD’ e CD são paralelas. Logo o quadrilátero BDCD’ é<br />
um paralelogramo e, portanto, os triângulos BCD e BD’C são congruentes.<br />
Da mesma maneira, as retas AB e CA’ são paralelas, pois são perpendiculares a<br />
BD. Analogamente, as retas AC e BA’ são paralelas. Logo o quadrilátero CABA’ é<br />
um paralelogramo e, assim, os triângulos ABC e A’CB são congruentes.<br />
Conseqüentemente, os quadriláteros ABDC e A’CD’B são congruentes, de modo<br />
que a distância entre os ortocentros A’D’ é igual a AD.<br />
Devemos, então, calcular AD. Como os ângulos ABD ˆ e ACD ˆ são ambos retos,<br />
somam 180 o e, portanto, o quadrilátero ABCD é inscritível, sendo AD diâmetro de<br />
seu circuncírculo.<br />
3<br />
60 o<br />
C<br />
A 4<br />
B<br />
Pela lei dos co-senos,<br />
2 2 2<br />
2 2 2 1<br />
BC = AB + AC − 2 ⋅ AB⋅<br />
AC ⋅ cos60<br />
⇔ BC = 4 + 3 − 2⋅<br />
4⋅<br />
3⋅<br />
⇔ BC =<br />
2<br />
Enfim, pela lei dos senos,<br />
13 2 39<br />
2<br />
sen 60<br />
3<br />
= = =<br />
BC<br />
AD<br />
R<br />
<br />
29<br />
D<br />
3<br />
2<br />
=<br />
D<br />
A’<br />
13
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
2 39<br />
e, portanto, a distância entre os ortocentros é .<br />
3<br />
Outra solução:<br />
Sejam A’ o ortocentro do triângulo BCD e D’ o ortocentro do triângulo ABC.<br />
y<br />
60 o<br />
C<br />
D’<br />
A B<br />
Sejam A = (0;0) e B = (4;0). Sendo AC = 3 e m(BÂC) = 60 o , podemos supor que C<br />
⎛ ⎞<br />
<br />
<br />
=<br />
⎜<br />
3 3 3<br />
( 3cos<br />
60 ; 3sen<br />
60 ) = ⎟<br />
⎜<br />
; . Como a reta CD’ é perpendicular ao eixo x,<br />
⎟<br />
⎝ 2 2 ⎠<br />
3<br />
admite equação x = . Além disso, sendo a reta BD’ perpendicular à reta AC, de<br />
2<br />
<br />
− 1<br />
coeficiente angular tg 60 = 3 , seu coeficiente angular é . Logo, sendo<br />
3<br />
⎛ 3 ⎞ a − 0 1 5 3<br />
D ' = ⎜ ; a⎟<br />
, = − ⇔ a = .<br />
3<br />
⎝ 2 ⎠ − 4 3 6<br />
2<br />
Calculemos agora A’. Como A’ pertence à perpendicular a BD por C, então<br />
⎛ ⎞<br />
⎜<br />
3 3<br />
A ' = ⎟<br />
⎜<br />
b;<br />
. A reta CD é perpendicular a AC e, portanto, tem coeficiente<br />
⎟<br />
⎝ 2 ⎠<br />
− 1<br />
angular . Enfim, sendo A’B perpendicular a CD, tem coeficiente angular<br />
3<br />
1<br />
3<br />
1<br />
3<br />
=<br />
3 3<br />
−<br />
− 0 2<br />
11<br />
. Deste modo, = 3 ⇔ b = .<br />
−<br />
b − 4<br />
2<br />
Logo a distância entre os ortocentros A’ e D’ é<br />
2<br />
2<br />
⎛11<br />
3 ⎞ ⎛ 3 3 5 3 ⎞ 2 39<br />
⎜ − ⎟ + ⎜ − ⎟ = .<br />
⎝ 2 2 ⎠<br />
⎜ 2 6 ⎟<br />
⎝ ⎠ 3<br />
30<br />
D<br />
A’<br />
x
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
SOLUÇÃO DO PROBLEMA 4:<br />
Os primeiros valores da seqüência são:<br />
F1 = 1, F2 = 1, F3 = 2, F 4 = 3, F 5 = 5, F 6 = 8, F 7 = 13, F 8 = 21, F 9 = 34<br />
Nota-se que, para n > 7, Fn > 2n. De fato, indutivamente, se Fn > 2n e Fn + 1 > 2(n<br />
+ 1) então Fn + 2 = Fn + 1 + Fn > 2(n + 1) + 2n > 2(n + 2).<br />
3n 4n<br />
Portanto Fn > 2n > > > n para n > 7, de modo que para resolver as<br />
2 3<br />
3n 4n<br />
equações Fn = n, Fn = , Fn = , basta testar os valores de n menores ou<br />
2 3<br />
iguais a 7.<br />
Se n > 5, de Fm ⋅ Fn = mn devemos ter Fm < m, donde m < 5. Logo pelo menos um<br />
dos números m e n deve ser no máximo 5. Suponha, sem perda de generalidade, n<br />
≤ 5. Observando os possíveis valores de n:<br />
• n = 1 ⇒ Fm = m, cujas soluções são m = 1 e m = 5.<br />
• n = 2 ⇒ Fm = 2m, que não possui solução.<br />
• n = 3 ⇒ 2Fm = 3m, que não possui solução.<br />
• n = 4 ⇒ 3Fm = 4m, que possui a única solução m = 6.<br />
• n = 5 ⇒ Fm = m, cujas soluções são m = 1 e m = 5.<br />
Os pares (m, n) que satisfazem a relação pedida são:<br />
(1, 1), (1, 5), (4, 6), (5, 1), (5, 5) e (6, 4).<br />
31
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
XXVIII OLIMPÍADA BRASILEIRA DE MATEMÁTICA<br />
Problemas e Soluções da Terceira Fase<br />
PROBLEMAS – NÍVEL 1<br />
PROBLEMA 1<br />
Considere as seguintes seqüências:<br />
S1: 12345678, 81234567, 78123456, ..., na qual o último algarismo do termo<br />
anterior (algarismo das unidades) torna-se o primeiro algarismo à esquerda do<br />
próximo termo.<br />
S2: 1234567898765, 5612345678987, 7856123456789, ..., na qual o algarismo<br />
das unidades torna-se o primeiro algarismo à esquerda do próximo termo, e o das<br />
dezenas torna-se o segundo algarismo à esquerda.<br />
a) Apresente o quinto termo da seqüência S1 e o quarto termo da seqüência S2.<br />
b) A seqüência S1 tem 2006 termos. Qual é o seu último termo?<br />
c) A seqüência S2 termina quando o primeiro termo se repete. Quantos termos<br />
tem essa seqüência?<br />
PROBLEMA 2<br />
Na adição abaixo, cada símbolo representa um único algarismo e símbolos<br />
diferentes representam algarismos diferentes.<br />
Determine o valor de cada símbolo, ou seja, descubra tais valores e mostre que<br />
não existem outras possibilidades.<br />
PROBLEMA 3<br />
Um atirador lança flechas no alvo representado<br />
ao lado. Os números indicam a pontuação<br />
obtida em cada região atingida pela flecha (se a<br />
flecha acertar exatamente uma linha, a<br />
pontuação é a menor das duas regiões). Note<br />
que a região fora do retângulo não rende<br />
pontos.<br />
32
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
a) Se numa competição, cada participante atira 2 flechas, quantas pontuações<br />
diferentes podem ser obtidas?<br />
b) Numa outra competição, cada participante atirou 3 flechas.<br />
Curiosamente, não houve empates e todas as pontuações possíveis foram<br />
atingidas. Quantos participantes havia nesta competição?<br />
PROBLEMA 4<br />
Dentre os polígonos de 5 lados, o maior número possível de vértices<br />
alinhados, isto é, pertencentes a uma única reta, é três, como mostrado a seguir.<br />
Qual é a maior quantidade de vértices alinhados que um polígono de 12 lados<br />
pode ter?<br />
Atenção: além de desenhar um polígono de 12 lados com o número<br />
máximo de vértices alinhados, lembre-se de mostrar que não existe um outro<br />
polígono de 12 lados com mais vértices alinhados do que este.<br />
PROBLEMA 5<br />
A partir do tabuleiro mostrado nas figuras abaixo e quatro peças, duas circulares<br />
cinzas e duas quadradas pretas, Esmeraldinho inventou o seguinte jogo:<br />
• Inicialmente, as peças são colocadas no tabuleiro como mostra a figura 1.<br />
Figura 1<br />
33
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
• A meta do jogo é, após um certo número de movimentos, trocar as peças<br />
de posição, chegando na situação mostrada na figura 2.<br />
Figura 2<br />
• Cada movimento consiste em mover uma das<br />
quatro peças uma ou mais casas acima, abaixo, à<br />
esquerda ou à direita; todavia, tal peça não pode<br />
“pular” nenhuma peça que, eventualmente, esteja<br />
no caminho, ou ocupar uma casa onde já existe<br />
uma peça. Por exemplo, a peça marcada com A só<br />
pode se mover para alguma das casas destacadas<br />
em cinza.<br />
• Os movimentos dos círculos e dos quadrados são alternados. O jogo<br />
começa com um movimento de um dos quadrados.<br />
Determine a menor quantidade total de movimentos necessários para terminar o<br />
jogo. Mostre, passo-a-passo, através de desenhos, como movimentar as peças<br />
com esta quantidade de movimentos e prove que não é possível terminar o jogo<br />
com menos movimentos.<br />
PROBLEMAS – NÍVEL 2<br />
PROBLEMA 1<br />
Escrevemos, em fila, os números 1, 2, 3, …, n. A cada passo, tomamos os dois<br />
últimos números da fila anterior, escrevemos primeiramente o último, depois<br />
o penúltimo e, enfim, os outros<br />
n – 2, na ordem em que aparecem. Por exemplo, para n = 12 obtemos<br />
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 → 12, 11, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10<br />
→ 10, 9, 12, 11, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 → ...<br />
Qual a menor quantidade de passos necessários para escrevermos<br />
novamente os números 1, 2, 3, …, n, nessa ordem, quando<br />
(a) n = 2006?<br />
(b) n = 2005?<br />
34<br />
A
PROBLEMA 2<br />
Veja o problema No. 4 do Nível 1<br />
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
PROBLEMA 3<br />
Encontre todos os pares ordenados (x; y) de inteiros tais que x 3 – y 3 = 3(x 2 – y 2 ).<br />
PROBLEMA 4<br />
Quantos subconjuntos {a, b, c} de três elementos distintos de {1, 2, 3, …, 100}<br />
são tais que b é a média aritmética de a e c (a < b < c)?<br />
PROBLEMA 5<br />
Seja ABC um triângulo acutângulo e H o seu ortocentro. Sejam M, N e R os<br />
pontos médios de AB, BC e AH, respectivamente. Determine a medida do ângulo<br />
MNR ˆ se o ângulo ABC ˆ mede 70 o .<br />
PROBLEMA 6<br />
Em um torneio de tênis de mesa (no qual nenhum jogo termina empatado), cada<br />
um dos n participantes jogou uma única vez contra cada um dos outros. Sabe-se<br />
que, para todo k > 2, não existem k jogadores J1, J2, …, Jk tais que J1 ganhou de<br />
J2, J2 ganhou de J3, J3 ganhou de J4, …, Jk – 1 ganhou de Jk, Jk ganhou de J1.<br />
Prove que existe um jogador que ganhou de todos os outros e existe um jogador<br />
que perdeu de todos os outros.<br />
PROBLEMAS – NÍVEL 3<br />
PROBLEMA 1<br />
Seja ABC um triângulo, P o pé da bissetriz interna relativa ao lado AC e I<br />
seu incentro. Se AP + AB = CB, prove que API é um triângulo isósceles.<br />
PROBLEMA 2<br />
Seja n um inteiro, n ≥ 3 . Definimos f(n) como a maior quantidade possível de<br />
triângulos isósceles cujos vértices pertencem a algum conjunto de n pontos do<br />
plano sem três pontos colineares. Prove que existem constantes positivas a e b<br />
tais que an 2 < f(n) < bn 2 , para todo n inteiro, n ≥ 3.<br />
PROBLEMA 3<br />
Determine todas as funções f : R → R tais que<br />
para todos x, y reais.<br />
( xf ( y)<br />
+ f ( x)<br />
) = 2 f ( x)<br />
xy<br />
f +<br />
35
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
PROBLEMA 4<br />
Um número inteiro positivo é arrojado quando tem 8 divisores positivos cuja<br />
soma é 3240. Por exemplo, o número 2006 é arrojado porque seus 8 divisores<br />
positivos, 1, 2, 17, 34, 59, 118, 1003 e 2006, somam 3240. Encontre o menor<br />
número inteiro positivo arrojado.<br />
PROBLEMA 5<br />
Seja P um polígono convexo de 2006 lados. As 1003 diagonais ligando vértices<br />
opostos e os 1003 segmentos que ligam os pontos médios dos lados opostos são<br />
concorrentes, ou seja, todos os 2006 segmentos possuem um ponto em comum.<br />
Prove que os lados opostos de P são paralelos e congruentes.<br />
PROBLEMA 6<br />
O professor Piraldo participa de jogos de futebol em que saem muitos gols e tem<br />
uma maneira peculiar de julgar um jogo. Um jogo com placar de m gols a n gols,<br />
m ≥ n , é dito equilibrado quando m ≤ f (n)<br />
, sendo f(n) definido por f(0) = 0 e,<br />
para n ≥1<br />
, f ( n)<br />
= 2n<br />
− f ( r)<br />
+ r , onde r é o maior inteiro tal que r < n e<br />
f ( r)<br />
≤ n .<br />
1+ 5<br />
Sendo φ = , prove que um jogo com placar de m gols a n, m ≥ n , está<br />
2<br />
equilibrado se m ≤ φn<br />
e não está equilibrado se m ≥ φn<br />
+ 1.<br />
SOLUÇÕES – NÍVEL 1<br />
SOLUÇÃO DO PROBLEMA 1: BRUNO SILVA MUCCIACCIA (VITÓRIA – ES)<br />
S1: 12345678, 81234567, 78123456, 67812345, 56781234<br />
a) 5º termo da seqüência S1: 56781234<br />
4º termo da seqüência S2: 9878561234567<br />
S2: 1234567898765, 5612345678987, 7856123456789, 9878561234567.<br />
b) O último termo da seqüência S1 é: 45678123<br />
Pois quando se aumenta de 8 em 8, a seqüência se repete, então o 2001º número é<br />
igual ao 1º. E o 2006º número é igual ao 6º.<br />
c) Essa seqüência tem 43 termos, pois se percebe que quando as posições<br />
aumentam de 7 em 7, os números ímpares permanecem no lugar e os pares<br />
andam 2 casas para a direita, só quando o número par estiver na penúltima<br />
36
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
posição que ele anda três casas; assim, como há 13 algarismos andando 5<br />
vezes duas casas, os algarismos pares andam 10 casas para a direita, mas, no<br />
final da seqüência, andam três casas, então andando 6 × 7 vezes, eu repito a<br />
sequência. Como começa no No.1, na seqüência há 6 × 7 + 1 termos igual a<br />
43. (Pois a seqüência acaba quando o número se repete).<br />
SOLUÇÃO DO PROBLEMA 2: SOLUÇÃO DA BANCA<br />
a b<br />
b c<br />
+ c a<br />
a b c<br />
Como abc < 3 × 99 = 297 ⇒ a = 0, a = 1 ou a = 2.<br />
Como a + b + c ≡ c (mod 10) ⇒ a + b ≡ 0 (mod 10) ⇒ b + 1 ≡ 0 (mod 10) ou<br />
b + 2 ≡ 0 (mod 10), temos b = 8 ou b = 9 (não podemos ter a = b = 0).<br />
Como a + b + c + 1 = 10 a + b, temos c + 1 = 9a.<br />
Se a = 1, então c = 8<br />
Se a = 2, c = 17 (não é possível!).<br />
Logo, a única solução é a = 1, b = 9 e c = 8.<br />
SOLUÇÃO DO PROBLEMA 3: COLABORAÇÃO DE RÉGIS P. BARBOSA (FORTALEZA – CE)<br />
a) Vejamos se é possível obter uma mesma pontuação de dois jeitos diferentes:<br />
(a, b) e (c, d), com a ≥ b, c ≥ d e a+ b = c+ d.<br />
Se tivermos<br />
a = c, a+ b = a+ d ⇒ b = d, e logo ( a, b) ⇒ ( c, d).<br />
Agora suponhamos sem<br />
perda de generalidade a > c.<br />
Teremos a ≤ a+ b = c+ d ≤ 2, c mas, se olharmos<br />
as pontuações nas regiões, podemos observar que a menor pontuação possível<br />
maior que c é 3c ou 3c + 1. No caso c = 0, 1≤a ≤ 2c = 0. Absurdo! E se<br />
c > 0, 3c ≤ a ≤ 2c ⇒ c ≤ 0, absurdo!<br />
Assim só tem um jeito para cada pontuação possível (a, b) com a ≥ b,<br />
dada a<br />
soma S = a + b. Agora vamos contá-las.<br />
Se a = b, pode ser: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )<br />
0,0 ; 1,1 ; 3,3 ; 9,9 ; 27, 27 ; 81,81 . Se a > b, basta<br />
escolhermos um par de pontuações distintas pois a ordem está definida. Temos 6<br />
possibilidades para o primeiro número e 5 para o segundo (que não pode ser igual<br />
ao primeiro) e dividimos por 2 já que os pares são contados duas vezes (aparecem<br />
37
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
6⋅ 5<br />
tanto {0, 1} quanto {1, 0}), obtendo: = 15 possibilidades. Assim são 6 +<br />
2<br />
15 = 21 pontuações possíveis.<br />
b) Usaremos um raciocínio parecido com o do item (a). Veja quando a mesma<br />
pontuação pode ser obtida de dois modos: ( abc , , ) e ( de , , f ), com<br />
a ≥b ≥ c,<br />
d ≥ e ≥ f e a+ b+ c = d + e+ f<br />
Se a = d recai no item (a): (b ; c); (e, f) com b ≥ c,<br />
e ≥ f e b+ c = e+ f já<br />
vimos que nesse caso b = e e c = f.<br />
Assim suponhamos a > d. Temos: a ≤ a+ b+ c = d + e+ f ≤ 3 d.<br />
Se d = 0,1 ≤ a ≤ 0. Absurdo!<br />
Assim tomemos d > 0. Se a > d já vimos que a ≥ 3 d;<br />
como<br />
a ≤ a+ b+ c = d + e+ f ≤ 3d<br />
≤ aocorrerão<br />
todas as igualdades: b = c = 0 e e =<br />
f = d, e concluímos que as únicas pontuações obtidas de dois modos são:<br />
( 3 x,0,0 ) e ( xxx , , ) com x > 0 e 3x ≤ 81⇒ x ≤ 27 já que a é uma pontuação<br />
de uma flecha. Temos agora três casos:<br />
(i) a > b > c:<br />
Temos que tomar 3 números distintos, seguindo o raciocínio do<br />
item (a), teremos: 6⋅5⋅ 4 mas dessa vez cada trio aparecerá 6 vezes:<br />
{ x, y, z};{ x, z, y};{ y, xz , };{ y, zx , };{ zxy , , };{ z, y, x} que são tudo a mesma<br />
6 ⋅5⋅ 4<br />
coisa, assim temos = 20 possibilidades.<br />
6<br />
(ii) a > b = c ou a = b > c:<br />
Basta contar os pares e multiplicar por dois pois o<br />
par (a, b) gera (a, a, b) e (a, b, b). Já vimos no item (a) que são 15 pares, assim<br />
temos aqui 30 possibilidades.<br />
(iii) a = b = c: Como deduzimos as somas obtidas por (x, x, x) com 0 < x ≤ 27,<br />
que já foram contadas então devemos contar apenas: x = 0 e x = 81, isto é,<br />
somente mais 2 possíveis somas.<br />
Assim, como o número de participantes é igual ao número de somas possíveis<br />
distintas, são: 20 + 30 + 2 = 52 participantes.<br />
SOLUÇÃO DO PROBLEMA 4<br />
Ver solução do problema 2 do nível 2.<br />
38
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
SOLUÇÃO DO PROBLEMA 5: LEONARDO BURATO FOUREAUX (LINHARES - ES)<br />
Com 8 movimentos.<br />
1<br />
5<br />
Resultado final<br />
SOLUÇÕES – NÍVEL 2<br />
2<br />
6<br />
39<br />
3<br />
7<br />
Não existe outra maneira de mover as peças com menos<br />
movimentos, pois o mínimo de cada peça para chegar ao<br />
lugar da outra é de 2 movimentos e sendo 4 peças, são no<br />
mínimo 4 ⋅ 2 = 8 movimentos.<br />
SOLUÇÃO DO PROBLEMA 1: THIAGO S. WARWAR TEIXEIRA (RIO DE JANEIRO – RJ)<br />
a) n = 2006<br />
n<br />
Com n sendo par, a cada passos, partindo do início, nota-se que todos os<br />
2<br />
números ímpares trocarão de posição com o número par a sua frente, depois todos<br />
os pares trocarão de posição com o número ímpar que estiver a sua frente, e assim<br />
sucessivamente.<br />
Logo, com n = 2006, teremos, após 1003 passos:<br />
2, 1, 4, 3, 6, 5..., 2004, 2003, 2006, 2005<br />
4<br />
8
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
E, depois de mais 1003 passos, teremos:<br />
1, 2, 3, 4, 5, 6, ..., 2003, 2004, 2005, 2006 (ordem inicial)<br />
Ou seja, para n = 2006, a menor quantidade de passos necessários para<br />
reescrever: 1, 2, 3,..., 2005, 2006, é de 2006 passos.<br />
b) n = 2005<br />
Para resolver esta questão, recorreremos a exemplos menores:<br />
1, 2, 3 → 3, 2, 1 → 1, 2, 3 → 2 passos<br />
1, 2, 3, 4, 5 → 5, 4, 1, 2, 3 → 3, 2, 5, 4, 1 → 1, 4, 3, 2, 5 → 5, 2, 1, 4, 3 → 3, 4, 5,<br />
2, 1 → 1, 2, 3, 4, 5 → 6 passos<br />
Com base nos exemplos, percebe-se que os números ímpares: 1, 3, 5... estarão<br />
sempre nas posições ímpares: 1ª., 3ª., 5ª., ..., não necessariamente nesta ordem,<br />
conseqüentemente, os pares estarão nas posições pares.<br />
Nota-se também que para os x números ímpares reestabelecerem sua ordem<br />
original, deverão ser feitos x passos, e para os (x – 1) números pares, serão<br />
tomados (x – 1) passos.<br />
Logo para achar o número mínimo de passos necessários, devemos calcular o<br />
mínimo múltiplo comum entre x e (x – 1), que independente do valor de x, será<br />
sempre x⋅( x−<br />
1).<br />
Então, para calcular o valor mínimo de passos para n= 2005, devemos multiplicar<br />
1003 (quantidade de ímpares) por 1002 (quantidade de pares), o que resulta em<br />
1005006.<br />
SOLUÇÃO DO PROBLEMA 2: ILLAN FEIMAN HALPERN (ITATIAIA – RJ)<br />
A maior quantidade de vértices alinhados que um polígono de 12 lados pode ter é<br />
8. Um exemplo de polígono assim é:<br />
Mostrarei agora que não existe polígono de 12 lados com 9 vértices colineares.<br />
Em um polígono 3 vértices consecutivos não podem ser colineares, escolhendo 9<br />
pontos em 12, pelo menos haverá um trio de pontos consecutivos. Demostração:<br />
Nomeie os vértices em ordem de V 1 a 12 V , sendo que 1 V é consecutivo de V12 e<br />
V 2 ; 2 V é consecutivo de 1 V e V 3 e assim por diante. Sejam:<br />
G =<br />
{ V ; V ; V }<br />
1 1 2 3<br />
40
G = { V ; V ; V }<br />
2 4 5 6<br />
G = { V ; V ; V }<br />
3 7 8 9<br />
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
G4 = { V10; V11; V12}<br />
Pelo princípio da casa dos pombos, escolhendo-se 9 vértices, haverá pelo menos<br />
um conjunto com 3 vértices escolhidos.<br />
SOLUÇÃO DO PROBLEMA 3: COLABORAÇÃO DE RÉGIS P. BARBOSA (FORTALEZA – CE)<br />
3 3<br />
Temos: x − y<br />
2 2 2 2<br />
= 3( x − y ) ⇒ ( x − y)( x + xy+ y ) = 3( x − y)( x + y).<br />
3 3<br />
x− y = 0⇒ x − y = 0 e<br />
2 2<br />
3( x − y ) = 0. Temos assim as soluções<br />
( x, y) = ( a, a), ∀a∈Z .<br />
Agora suponhamos x− y ≠ 0; assim podemos cortar logo:<br />
2 2 2 2<br />
x xy y x y x y x y y<br />
+ + = 3 + 3 ⇒ + ( − 3) + ( − 3 ) = 0, e logo<br />
2 2 2 2 2<br />
∆= ( y−3) −4( y −3 y) ⇒∆= y − 6y+ 9− 4y + 12y =− 3y + 6y+ 9 =<br />
=− 3( y+ 1)( y−<br />
3)<br />
Note que x∈Z ⇒∆≥0⇒− 3( y+ 1)( y−3) ≥0 ⇒ ( y+ 1)( y−3)<br />
≤0.<br />
Analisando a inequação, se y < −1 ⇒ ( y+<br />
1) < 0, ( y− 3) < 0 ⇒ ( y+ 1)( y−<br />
3) > 0 e<br />
y > 3 ⇒ ( y−<br />
3) > 0 e ( y+ 1) > 0 ⇒ ( y+ 1)( y−<br />
3) > 0.<br />
Assim os y´s que buscamos satisfazem: −1≤ y ≤ 3, y∈Z ⇒ y = −1,0,1,2,3.<br />
Vamos verificar para cada um os possíveis valores de x.<br />
2 2<br />
(I) y =−1⇒∆= 0 e a equação é: x − 4x+ 4 = 0 ⇒ ( x−<br />
2) = 0, donde<br />
x = 2 ⇒ ( x, y)<br />
= (2, − 1).<br />
2<br />
(II) y = 0⇒ ∆ = 9 e a equação é: x − 3x = 0 ⇒ x( x−<br />
3) = 0,<br />
donde x = 0 ou<br />
x = 3 ⇒ ( x, y)<br />
= (0,0),(3,0).<br />
(III) y = 1⇒ ∆ = 12e<br />
a equação é:<br />
2 − b ± ∆ 2± 12<br />
x −2x− 2 = 0⇒ x = = ⇒ x = 1± 3. Assim, para y = 1,<br />
2a2 não existe x ∈ Z que satisfaz a equação do segundo grau.<br />
(IV) y = 2⇒ ∆ = 9e<br />
a equação é:<br />
2<br />
− b±<br />
∆ 1± 3<br />
x −x− 2= 0⇒ x= = ⇒ x=<br />
2ou<br />
x = −1 ⇒ ( x, y)<br />
= (2,2),( − 1,2).<br />
2a2 2<br />
(V) y = 3⇒ ∆ = 0 e a equação é: x = 0⇒ x = 0 ⇒ ( x, y)<br />
=<br />
(0,3).<br />
41
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
Assim os pares ordenados são: ( x, y) = (2, −1),( − 1,2),(3,0),(0,3) e ( a, a),<br />
∀a∈Z .<br />
SOLUÇÃO DO PROBLEMA 4: RAFAEL HORIMOTO DE FREITAS (SÃO PAULO – SP)<br />
A + C<br />
A soma de A e C deve ser par pois a média entre A e C , , resulta em um<br />
2<br />
inteiro B, para isso A e C devem ser números pares ao mesmo tempo ou devem<br />
ser números ímpares ao mesmo tempo.<br />
No começo podemos escolher 100 A´s diferentes; para cada A ímpar, restam 49<br />
ímpares, e, se A for par, restam 49 pares para escolher no lugar de C, e por último<br />
só há um número B para escolher pois só há uma média aritmética entre A e C.<br />
Em metade dos casos ocorrerá A > C, pois para cada casa em que A < C podemos<br />
trocar os valores de A e C, metade dos casos são inválidos.<br />
100⋅49⋅ 1<br />
No final temos = 2450 subconjuntos.<br />
2<br />
SOLUÇÃO DO PROBLEMA 5: RAFAEL GRIBEL DE PAULA NEVES (RIO DE JANEIRO – RJ)<br />
B<br />
α<br />
M<br />
α<br />
20° + θ<br />
K<br />
A<br />
20° θ<br />
20°<br />
70°– α 70°<br />
J<br />
R<br />
H<br />
β<br />
w<br />
MR é base média do ∆ABH → AM R ≅ ABH <br />
MJ é mediana relativa a AB (e AJB é retângulo) → BAJ ≅ AJM <br />
N<br />
MN é base média do ∆ABC → BM N ≅ B AC<br />
Seja K a interseção de BH e MN. No ∆ BKM , α+ 20°+ θ = 90°→ NMR = 90°<br />
42<br />
I<br />
w<br />
C
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
Os triângulos JNR e MNR são retângulos e dividem a mesma base NR → o<br />
quadrilátero MJNR é inscritível → M JR ≅ M NR , donde MNR= 20°<br />
.<br />
SOLUÇÃO DO PROBLEMA 6 PARTE A: RENAN HENRIQUE FINDER (JOINVILLE – SC)<br />
Inicialmente, vamos provar o teorema para n = 3. Chamemos de vitorioso o<br />
jogador que venceu os demais. Usemos a notação (X♦Y) para (X venceu Y).<br />
Sejam A, B e C os três jogadores. Suponhamos (sem perda de generalidade)<br />
(A♦B). Se (B♦C), então, como não podemos ter (C♦A), (teríamos<br />
J1 = A, J2 = B e J3 = C violando o enunciado), temos A vitorioso. Senão,<br />
temos que (C♦B), ou seja, o vencedor de A contra C é vitorioso.<br />
Suponhamos agora que o enunciado valha para n jogadores. Em um torneio com<br />
os jogadores A1, A2, A3... e A n+<br />
1,<br />
haverá um “subtorneio” entre os jogadores<br />
A1, A2, A3,... e A n.<br />
Suponhamos sem perda de generalidade que seja A 1 é o<br />
vitorioso do subtorneio. Se 1 A ♦ A n+<br />
1 , A 1 é o vitorioso do torneio.<br />
Se A n+<br />
1 ♦ A 1 , podemos analisar ternas de jogadores em “subtorneios” para<br />
chegarmos a uma conclusão.<br />
Terna Conclusão<br />
A1, A2, A n+<br />
1<br />
( A n+<br />
1 ♦ A1 ∧ A1 ♦ A2) A n+<br />
1<br />
A1, A3, A n+<br />
1<br />
( A n+<br />
1 ♦ A1 ∧ A1 ♦ A3) A n+<br />
1<br />
<br />
A1, An, A n+<br />
1<br />
( A n+<br />
1 ♦ A1 ∧ A1 ♦ An) A n+<br />
1<br />
43<br />
⇒ ♦ A 2<br />
⇒ ♦ A 3<br />
⇒ ♦ A n<br />
Concluímos que A n+<br />
1 é vitorioso. De qualquer modo, há um vitorioso. Assim,<br />
indutivamente, confirma-se o enunciado. Analogamente, conclui-se que há um<br />
jogador que tenha perdido todas as partidas.<br />
Obs. O teorema provado é mais geral. Poderia ser enunciado como “se um<br />
jogador A vencer B e B vencer C, é impossível C vencer A. Então, há um jogador<br />
que vença todos os demais”. Ele se torna até intuitivo se o enunciarmos assim:<br />
“quando um jogador vence outro, que vence um terceiro, o primeiro vencerá o<br />
terceiro”.<br />
PARTE B: EDSON RYOKEI ONAGA (SÃO PAULO – SP)<br />
Para indicar o vencedor de uma disputa, vamos utilizar uma seta: J x → J y (Isso<br />
significa que x J perdeu para J y ). A seta aponta para o vencedor.
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
Vamos supor que nenhum jogador perdeu todas as partidas. Assim, J 1 ganhou,<br />
pelo menos 1 partida.<br />
O esquema dele será assim:<br />
J1 ← J 2<br />
J também não perdeu todas, o esquema ficará assim:<br />
Como 2<br />
J1 ← J2 ← J3<br />
← ...<br />
Observe que nenhum jogador pode aparecer 2 vezes nessa seqüência.<br />
Vejamos o porquê:<br />
Supondo que J 2 apareça de novo no esquema:<br />
J1 ← J2 ← J3 ← J4 ← J2<br />
Observe que ocorre a seguinte situação:<br />
J 2 ganhou de J 3, J 3 ganhou de J 4 e 4 J ganhou de 2 . J<br />
Como o enunciado da questão não permite essa situação, não podemos repetir<br />
nenhum jogador na seqüência.<br />
Como n não é infinito, essa seqüência é finita.<br />
O único modo de terminar o esquema é se algum jogador não perder nenhuma<br />
partida, pois, após um invicto, não poderemos colocar nenhum outro jogador.<br />
Logo, há um jogador que ganhou de todos os outros.<br />
Da mesma forma que a seqüência tem um fim à direita, ela deve ter um fim à<br />
esquerda.<br />
Pelas mesmas condições citadas acima, o último à esquerda do esquema será o<br />
jogador que perder de todos os outros.<br />
Há um jogador que perdeu de todos os outros.<br />
SOLUÇÕES – NÍVEL 3<br />
SOLUÇÃO DO PROBLEMA 1: RENAN LIMA NOVAIS (RIO DE JANEIRO - RJ)<br />
I) Desenhando a figura da questão, temos:<br />
B<br />
I<br />
A<br />
C<br />
P<br />
II) Por ser o ponto I incentro, sabemos que este ponto eqüidista dos três lados do<br />
∆ ABC , podendo-se inscrever um círculo no ∆ ABC . Além disso, por ser o<br />
44
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
ponto I o incentro do triângulo ∆ ABC , temos que AI é bissetriz do ângulo<br />
B AC .<br />
III) Observemos agora as alterações da figura:<br />
B<br />
I<br />
A<br />
C<br />
P<br />
IV) Aplicando o teorema das bissetrizes internas no triângulo ∆ ABP , de<br />
bissetriz AI , temos:<br />
BI PI AP AB AB AP+ AB<br />
= ⇒ = ⇒ =<br />
AB AP PI BI BI PI + BI<br />
Mas como é dito no enunciado da questão que AP+ AB = BC,<br />
logo temos:<br />
AB BC AB BI<br />
= ⇒ =<br />
BI PB BC PB<br />
V) Assim, podemos notar que os triângulos ABI e CBP são semelhantes pelo<br />
AB BI<br />
caso LAL de semelhança (pois = e ABP ≡ PBC ).<br />
BC PB<br />
Logo BCP ≡ BAI.<br />
VI) Observemos agora a figura novamente alterada:<br />
A<br />
B<br />
I<br />
P<br />
45<br />
C
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
VII) Como BIA ≡ BPC , AIP é suplemento de BIA e, conseqüentemente,<br />
suplemento de BPC e BPA é suplemento de BPC, logo AIP ≡ BPA . Assim,<br />
o triângulo AIP é isósceles.<br />
SOLUÇÃO DO PROBLEMA 2: LÚCIO ASSAOKA HOSSAKA (CURITIBA – PR)<br />
Primero vamos provar que existe b. Podemos escolher dois pontos de<br />
nn− ( 1)<br />
formas, e traçar um segmento entre eles. Suponha agora que sobre cada<br />
2<br />
um deles haja dois triângulos isósceles com base no segmento em questão. Mais<br />
de dois triângulos com base no mesmo segmento implicaria em 3 vértices<br />
colineares, contidos na mediatriz do segmento. (Observe que a intenção não é a<br />
de obter um número exato, e sim uma cota razoável). Assim, certamente<br />
nn ( −1)<br />
2<br />
f ( n) ≤ ⋅ 2 = n( n− 1) = n −n, donde se ve que b = 1 é suficiente, ou<br />
2<br />
seja, existe.<br />
No caso de a, vamos dividir em dois casos: n par e n ímpar.<br />
n ímpar: Se arranjarmos os n pontos como vértices de um polígono regular de n<br />
vértices, podemos criar um valor mínimo que sabemos que não é necessariamente<br />
( n −1) 1<br />
f(n), mas que é menor ou igual a ele. Veremos que esse valor é ⋅n⋅ .<br />
2 3<br />
n −1 Veja por que: para cada vértice há pares de outros vértices equidistantes,<br />
2<br />
que formarão a base de um triângulo isósceles. São n vértices, e multiplicamos<br />
por 1<br />
para evitar a possível contagem de triângulos mais de uma vez (como no<br />
3<br />
caso do eneágono regular, por ex.).<br />
2<br />
n − n 2<br />
Resolvendo > an , queremos que a seja tal que a inequação seja<br />
6<br />
1⎛ 1⎞<br />
verdadeira para n ≥ 3. Isso equivale a ⎜1 − ⎟ > a.<br />
Como<br />
6 ⎝ n ⎠<br />
1⎛ 1⎞ 1 2 1<br />
1<br />
n ≥3, ⎜1 − ⎟ ≥ ⋅ = , e logo qualquer a < serve. Ou seja a existe para<br />
6⎝ n ⎠ 6 3 9<br />
9<br />
n ímpar, pelo menos.<br />
46
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
n par: análogo ao caso anterior, com a diferença de que colocamos um ponto no<br />
centro do polígono regular, que agora tem n – 1 vértices. O número de possíveis<br />
( n−1)( n−2) ( n−1)( n−2)<br />
2<br />
triângulos isósceles é de<br />
+ > an (a última parcela<br />
6 2<br />
corresponde aos que tem vértice no ponto central). Isso equivale a<br />
2 2 2⎛ 1⎞⎛ 2⎞<br />
( n−1)( n− 2) > an ⇔ ⎜1− ⎟⎜1 − ⎟ > a.<br />
3 3⎝<br />
n⎠⎝ n⎠<br />
2⎛ 1⎞⎛ 2⎞ 2 3 1 1<br />
1<br />
Como n ≥ 4, ⎜1− ⎟⎜1 − ⎟ ≥ ⋅ ⋅ = , e logo qualquer a < serve.<br />
3⎝ n⎠⎝ n⎠<br />
3 4 2 4<br />
4<br />
Existe a constante nesse caso também, finalizando a demonstração.<br />
SOLUÇÃO DO PROBLEMA 3: RAFAEL MENDES DE OLIVEIRA (RIO DE JANEIRO – RJ)<br />
Fazendo x = 1 na equação original, temos que:<br />
f ( f ( y) + f (1)) = 2 f (1) + y∴f<br />
é sobrejetora, pois repare que, fazendo y = a –<br />
2f(1), temos que f ( f ( a− 2 f (1)) + f (1)) = a, ∀a∈ .<br />
Como f é sobrejetora, ∃α∈Rtal que f ( α ) = 0.<br />
Se α = 0, temos que, fazendo y = 0 na equação original, obteremos<br />
f ( f ( x)) = 2 f ( x).<br />
Como f é sobrejetora, para todo a ∈ R ∃ xa<br />
tal que<br />
f ( xa) = a.<br />
De f ( f ( x)) = 2 f ( x),<br />
obtemos:<br />
f ( f ( xa)) = 2 f ( xa) ⇒ f ( a) = 2 a, ∀a∈R .<br />
Testando f ( x) = 2x<br />
na equação original, vemos que esta função obviamente não<br />
é solução. Logo, podemos concluir que α ≠ 0.<br />
Como α ≠ 0, fazendo x = α na equação original, obtemos:<br />
f ( α f ( y)) = α y.<br />
Logo, concluímos que f também é injetora, pois<br />
f ( x) = f( y) ⇒ f( α f( x)) = f( αf( y)) ⇒ αy= αxe<br />
como<br />
α ≠ 0, αy= αx⇒<br />
x= y (logo f é injetora).<br />
Fazendo x = α na equação original, obtemos:<br />
f ( α f ( y)) = α y.<br />
Fazendo y = 0 em f ( x f ( y) ) = α y,<br />
temos que:<br />
f ( α f (0)) = 0. Como f ( α ) = 0, temos que α = α f (0), pois f é injetora. Logo,<br />
como α ≠ 0, temos que f (0) = 1.<br />
Fazendo x = y = 0 na equação original, obtemos:<br />
f(1) = 2. Fazendo x = y = –1 na equação original, temos que f(–1) = 0.<br />
Fazendo x = – 1 na equação original, temos que:<br />
47
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
f ( − f ( y)) = − y.<br />
Fazendo y = 0 na equação original temos:<br />
f ( x + f ( x)) = 2 f ( x).<br />
Fazendo x: =− f ( u)<br />
e y: = − f ( v)<br />
na equação original, temos que:<br />
f ( f ( uv ) − u) =− 2 u+ f ( u) f ( v).<br />
Fazendo u = 1 nesta última, temos que:<br />
f (2y− 1) = 2 f ( y)<br />
− 2 (*).<br />
Fazendo x = 1 na equação original, temos que f ( f ( y) + 2) = y+<br />
4.<br />
De (*) temos: f (2y− 1) + 2 = 2 f ( y).<br />
Aplicando f dos dois lados desta última<br />
igualdade, temos que f ( f (2 y− 1) + 2) = f (2 f ( y)).<br />
Como f ( f ( x) + 2) = x+<br />
4 , temos que, fazendo x = 2y – 1 nesta última, temos:<br />
f ( f (2y− 1) + 2) = 2y+ 3.<br />
Fazendo y = 0 na equação original, temos f ( f ( x) + x) = 2 f ( x)<br />
(**).<br />
Logo, fazendo x = y nesta última e aplicando f dos dois lados, temos que<br />
f ( f ( f ( y) + y)) = f (2 f ( y)).<br />
Fazendo y = –1 na equação original, temos que f ( f ( x)) = 2 f ( x) − x∴fazendo<br />
x = f ( y) + y nesta última, temos:<br />
f ( f ( f ( y) + y)) = 2 f ( f ( y) + y) − ( f ( y) + y).<br />
Como, por (**),<br />
f ( y+ f ( y)) = 2 f ( y),<br />
temos que a última igualdade fica:<br />
f ( f ( f ( y) + y)) = 4 f ( y) − f ( y) − y = 3 f ( y) − y.<br />
Como 2y+ 3 = f ( f (2 y− 1) + 2) = f (2 f ( y)) = f ( f ( f ( y) + y)) = 3 f ( y) − y,<br />
Temos que 3 f ( y) − y = 2y+ 3 ⇒ f ( y) = y+ 1, ∀y∈R .<br />
Testando na equação original, vemos que os dois lados ficam xy + 2x + 2 ∴temos<br />
que f(x) = x + 1 é a única função que satisfaz o problema.<br />
Resposta: f(x) = x + 1.<br />
SOLUÇÃO DO PROBLEMA 4: BRENO VIEIRA DE AGUIAR (FORTALEZA – CE)<br />
(interpretando que um número arrojado deve ter exatamente 8 divisores)<br />
i) A quantidade de divisores positivos de um número, é calculada pelo produto de<br />
cada expoente dos seus fatores primos mais um. Daí, como o número tem<br />
exatamente 8 divisores, ele pode ser das formas: Seja N inteiro positivo arrojado<br />
que procuramos:<br />
I) N = p 7 ; p primo<br />
3<br />
II) N = p⋅q ; p, q primos distintos<br />
III) N = p⋅q⋅t; p, q, t primos distintos<br />
48
ii) Analisemos cada caso:<br />
7<br />
I) Se N = p , então:<br />
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
D = p p p p p p p ⇒ + p+ p + p + p + p + p + p =<br />
( N ) 1, ,<br />
2<br />
,<br />
3<br />
,<br />
4<br />
,<br />
5<br />
,<br />
6<br />
,<br />
7<br />
1<br />
2 3 4 5 6 7<br />
3240.<br />
2 3 4 5 6 7<br />
8<br />
p −1<br />
Note que: 1+<br />
p+ p + p + p + p + p + p =<br />
p − 1<br />
e que para<br />
p ≥3⇒ 8<br />
p −1<br />
≥ 3280 ,<br />
p −1<br />
já que<br />
2 3 4 5 6 7<br />
1+ p + p + p + p + p + p + p é<br />
crescente. Daí, p ≥ 3 não serve. Para p = 2, temos:<br />
2 3 4 5 6 7<br />
1+ p+ p + p + p + p + p + p = 255 ⇒ p = 2 não serve!<br />
7<br />
Logo N = p não serve.<br />
II)<br />
3 2 2 3 3 2 2<br />
N = p⋅q ⇒ D( n) = 1, p, q, pq, q , p⋅q , q , p⋅q ⇒ 1+<br />
p+ q+ p⋅ q+ q + pq +<br />
3 3 2 3<br />
+ q + pq = 3240 ⇒ ( p+ 1)(1 + q+ q + q ) = 3240. Perceba que estamos atrás<br />
do menor inteiro arrojado > 0 e já temos que 2006 é um inteiro arrojado. Daí,<br />
2006<br />
N ≤ .<br />
p≥<br />
2<br />
3 3 3<br />
⇒ p⋅q ≤ 2006 ⇒q ≤1003 ⇒ q ≤ 1003 < 11 ⇒ q = 2 ou 3 ou 5 ou 7.<br />
Para<br />
2 3<br />
q= 2 ⇒ ( p+ 1) ⋅ (1 + 2+ 2 + 2 ) = 3240 ⇒ ( p+ 1) ⋅ 15 = 3240 ⇒ p+ 1= 816 ⇒ p=<br />
215 ⇒<br />
não serve.<br />
Para<br />
2 3<br />
q= 3 ⇒ ( p+ 1) ⋅ (1 + 3+ 3 + 3 ) = 3240 ⇒ ( p+ 1) ⋅ 40 = 3240 ⇒ p+ 1= 81⇒ p=<br />
80 ⇒<br />
não serve.<br />
2 3<br />
Para q= 5 ⇒ ( p+ 1) ⋅ (1 + 5+ 5 + 5 ) = 3240 ⇒ ( p+ 1) ⋅ 156 = 3240 ⇒p∉Z ⇒<br />
não serve.<br />
2 3<br />
Para q= 7 ⇒ ( p+ 1) ⋅ (1 + 7 + 7 + 7 ) = 3240 ⇒ ( p+ 1) ⋅ 400 = 3240 ⇒p∉Z ⇒<br />
não serve.<br />
3<br />
Logo Para N = pq ⋅ não serve.<br />
III)<br />
N = p⋅q⋅t⇒ D( N) = 1, p, q, t, pq, qt, tp, pqt ⇒ 1+ p + q + t + pq + qt + tp + pqt = 3240⇒<br />
⇒ ( p+ 1)( q+ 1)( t+<br />
1) = 3240. Então temos que achar três números posteriores a três<br />
49
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
primos, tal que o produto desses números é 3240. Então esses primos são<br />
divisores positivos de 3240 menos um. Então vamos ver quais são os D(3240)–1<br />
que são primos:<br />
1<br />
3240 2 2<br />
1620 2 4<br />
810 2 8<br />
405 3 3,6,12,24<br />
135 3 9,18,36,72<br />
45 3 27,54,108,216<br />
15 3 81,162,324,648<br />
5 5 5,10,20,40,15,30,60,120, 45, 90, 180, 360, 135, 270, 540, 1080, 405, 810, 1620, 3240.<br />
1<br />
D(3240) − 1=0,1,2,3,4,5,7,8,9,11,14,17,19,23,<strong>26</strong>,29,35,39,44,53,59,71,80,89,107,<br />
119,134,161,179,215,<strong>26</strong>9,... Note que no mínimo (p + 1)(q + 1) é 12 (quando p =<br />
2 e q = 3), então no máximo t + 1 é 270 ⇒ tmáx = <strong>26</strong>9.<br />
Os primos possíveis são: 2, 3, 5, 7, 11, 17, 19, 23, 29, 53, 59, 71, 89, 107, 179,<br />
<strong>26</strong>9.<br />
Para t = <strong>26</strong>9 ⇒ (p + 1)(q +1) = 12 ⇒ p = 2 e q = 3 ⇒ N = 1614<br />
Para t = 179 ⇒ (p + 1)(q +1) = 18 ⇒ p = 2 e q = 5 ⇒ N = 1790<br />
Para t = 107 ⇒ (p + 1)(q +1) = 30 ⇒ ∃ p, q primos<br />
Para t = 89 ⇒ (p + 1)(q +1) = 36 ⇒ p = 2 e q = 11 ⇒ N = 1958<br />
Para t = 71 ⇒ (p + 1)(q +1) = 45 ⇒ ∃ p, q primos<br />
Para t = 59 ⇒ (p + 1)(q +1) = 54 ⇒ p = 2 e q = 17 ⇒ N = 2006<br />
Para t = 53 ⇒ (p + 1)(q +1) = 60 ⇒ p = 2 e q = 19 ⇒ N = 2014<br />
Para t = 29 ⇒ (p + 1)(q +1) = 108 ⇒ p = 5 e q = 17 ⇒ N = 2465<br />
Para t = 23 ⇒ (p + 1)(q +1) = 135 ⇒ ∃ p, q primos<br />
Para t = 19,17, 11, 7, 5, 3 ou 2 é análogo aos anteriores.<br />
Daí, o menor N é 1614.<br />
iii) Então o menor inteiro positivo arrojado é 1614.<br />
SOLUÇÃO DO PROBLEMA 4: PEDRO PAULO GONDIM CARDOSO (SALVADOR – BA)<br />
(Interpretação que um número arrojado pode ter mais que 8 divisores)<br />
Inicialmente observa-se que 1<strong>26</strong>0 é um número arrojado, pois 1<strong>26</strong>0 + 630 + 420<br />
+ 315 + 252 + 210 + 90 + 63 = 3240. Agora deve-se provar que não há nenhum<br />
número arrojado menor que 1<strong>26</strong>0.<br />
Um número arrojado tem como divisores a, b, c, d, e, f, g, h tais que<br />
⎛1 1 1 1 1 1 1 1⎞<br />
⎜ + + + + + + + ⎟K=<br />
3240, onde K é o valor do número<br />
⎝a b c d e f g h⎠<br />
50
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
arrojado. Se existir um número arrojado menor que 1<strong>26</strong>0, devem existir naturais<br />
não nulas a, b, c, d, e, f, g, h tais que<br />
1 1 1 1 1 1 1 1 3240 18<br />
+ + + + + + + > = = 2,571428.<br />
a b c d e f g h 1<strong>26</strong>0 7<br />
Se existir um número arrojado menor que K, ele não poderia ser ímpar, senão os<br />
menores valores para a, b, c, d, e, f, g, h seriam 1, 3, 5, 7, 11, 13, 15 e 17 e<br />
1 1 1 1 1 1 1 3240<br />
1+ + + + + + + < 2,3 < . Se existisse um número arrojado<br />
3 5 7 9 11 13 15 1<strong>26</strong>0<br />
menor que K, ele teria que ser múltiplo de 3, senão as menores valores para a, b,<br />
c, d, e, f, g, h seriam 1, 2, 4, 5, 7, 8, 10, 11 e<br />
1 1 1 1 1 1 1 3240<br />
1+ + + + + + + < 2,5 < . Então, se existisse um número<br />
2 4 5 7 8 10 11 1<strong>26</strong>0<br />
arrojado menor que 1<strong>26</strong>0, ele teria que ser múltiplo de 6.<br />
O menor valor possível para K corresponde aos menores valores possíveis para a,<br />
b, c, d, e, f, g, h, que são 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8. Então:<br />
⎛ 1 1 1 1 1 1 1 1 ⎞<br />
⎜ + + + + + + + ⎟K=<br />
3240 ⇒<br />
⎝ a b c d e f g h ⎠<br />
⎛11111111⎞ 2283<br />
⇒ ⎜ + + + + + + + ⎟K<br />
= 3240 ⇒ K = 3240 ⇒<br />
⎝1 2 3 4 5 6 7 8 ⎠<br />
840<br />
3240 ⋅ 840<br />
⇒ K = ⇒ K ≅1191,1.<br />
2283<br />
Se houver um número arrojado menor que 1<strong>26</strong>0, ele deve ser maior que 1191, 1 e<br />
múltiplo de 6. Então as únicas possibilidades para K são 1194, 1200, 1206, 1212,<br />
1218, 1224, 1230, 1236, 1242, 1248 e 1254;<br />
• Se K = 1194.<br />
A soma dos oito maiores (e únicos) divisores de 1194 é 1194 + 597 + 398 + 199<br />
+ 6 + 3 + 2 + 1 = 2400 < 3240. Portanto 1194 não é arrojado.<br />
• Se K = 1200.<br />
A soma dos oito maiores divisores de 1200 é 1200 + 600 + 400 + 300 + 240 +<br />
200 + 150 + 120 = 3210 < 3240. Portanto 1200 não é arrojado.<br />
• Se K = 1206.<br />
A soma dos oito maiores divisores de 1206 é 1206 + 603 + 402 + 201 + 134 + 67<br />
+ 18 + 9 = <strong>26</strong>40 < 3240. Portanto 1206 não é arrojado.<br />
• Se K = 1212.<br />
A soma dos oito maiores divisores de 1212 é 1212 + 606 + 404 + 303 + 202 +<br />
101 + 12 + 6 = 2846 < 3240. Portanto 1212 não é arrojado.<br />
• Se K = 1218.<br />
51
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
A soma dos oito maiores divisores de 1218 é 1218 + 609 +406 + 203 + 174 + 87<br />
+ 58 + 42 = 2797 < 3240. Portanto 1218 não é arrojado.<br />
• Se K = 1224.<br />
A soma dos oito maiores divisores de 1224 é 1224 + 612 + 408 + 306 + 204 +<br />
153 + 136 + 102 = 3145 < 3240. Portanto 1224 não é arrojado.<br />
• Se K = 1230.<br />
A soma dos oito maiores divisores de 1230 é 1230 + 615 + 410 + 246 + 205 +<br />
123 + 82 + 41 = 2952 < 3240. Portanto 1230 não é arrojado.<br />
• Se K = 1236.<br />
A soma dos oito maiores divisores de 1236 é 1236 + 618 + 412 + 309 + 206 +<br />
103 + 12 + 6 = 2902 < 3240. Portanto 1236 não é arrojado.<br />
• Se K = 1242.<br />
A soma dos oito maiores divisores de 1242 é 1242 + 621 + 414 + 207 + 138 + 69<br />
+ 54 + 46 = 2791 < 3240. Portanto 1242 não é arrojado.<br />
• Se K = 1248.<br />
A soma dos oito maiores divisores de 1248 é 1248 + 624 + 416 + 312 + 208 +<br />
156 + 104 + 96 = 3164 < 3240. Portanto 1248 não é arrojado.<br />
• Se K = 1254.<br />
A soma dos oito maiores divisores de 1254 é 1254 + 627 + 418 + 209 + 114 + 66<br />
+ 57 + 38 = 2783 < 3240. Portanto 1254 não é arrojado.<br />
Como a soma dos oito maiores divisores é menor que 3240, em todas as<br />
possibilidades, é evidente que a soma de quaisquer outros oito divisores também<br />
será menor que 3240.<br />
Portanto não há nenhum inteiro positivo menor que 1<strong>26</strong>0 que seja arrojado. Logo<br />
o menor número inteiro positivo arrojado é 1<strong>26</strong>0.<br />
SOLUÇÃO DO PROBLEMA 5: LEANDRO FARIAS MAIA (FORTALEZA – CE)<br />
Vamos dividir em duas partes:<br />
Parte 1:<br />
Os lados opostos de de P são paralelos.<br />
Seja AB um lado de P e A´B´seu lado oposto.<br />
Suponha que AB não seja paralelo a B´A´. Por B´,<br />
trace uma paralela ao lado AB, até trocar AA´ em<br />
C. Sendo M e N pontos médios dos lados AB e<br />
A´B´, respectivamente, temos:<br />
A<br />
BX ´<br />
AB// B´ C ⇒<br />
BM<br />
XT<br />
=<br />
TM<br />
XC<br />
=<br />
AM<br />
⇒ B´ X = XC B´<br />
52<br />
M<br />
T<br />
B<br />
X C<br />
N<br />
A´
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
⎧BX<br />
´ = XC<br />
Mas veja que: ⎨ ⇒ NX // CA´,<br />
absurdo ( NX ∩ CA´ = T ).<br />
⎩BN<br />
´ = NA´<br />
Portanto, devemos ter: AB// A´ B ´.<br />
A1<br />
Parte 2:<br />
AB = A´ B´.<br />
Numerando os vértices, temos que:<br />
A 1003+ i é oposto de Ai,1≤i ≤ 1003<br />
Temos:<br />
AA 1 2 // A1004 A1005, AA 2 3 // A1005 A1006,..., A1003 A1004<br />
//<br />
// A A.<br />
Logo:<br />
2006 1<br />
53<br />
A2006 A3<br />
A1006 A1003<br />
T<br />
A2<br />
A1005 A1004<br />
AT 1<br />
TA1004 AT 2 =<br />
TA1005 AT 3 A1003T A1004T AT 1<br />
= = ... = = ⇒<br />
TA1006 TA2006 TA1 TA1004 A1004T = ⇒ AT 1 = TA1004.<br />
TA1<br />
Portanto teremos:<br />
AT 1 1 =<br />
TA1004 AT 2 =<br />
TA1005 A3T =<br />
TA1006 A1003T = ... =<br />
TA2005<br />
Mas:<br />
AT i<br />
TA1003+ i<br />
AiAi+ 1<br />
=<br />
A1003+ iA1004+ i<br />
= 1 ⇒ AA i i+ 1 = A1003+ iA1004+ i,<br />
o que acaba, pois<br />
A + são lados opostos.<br />
AiA i+<br />
1 e 1004 i<br />
SOLUÇÃO DO PROBLEMA 6: JOSÉ MARCOS ANDRADE FERRARO (SÃO PAULO - SP)<br />
Vamos listar os primeiros termos para estabelecer uma base de indução.<br />
n 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11<br />
f(n) 0 2 3 5 7 8 10 11 13 15 16 18<br />
Lema: n= f() r ou n= f() r + 1.<br />
Prova: é equivalente a f( r+ 1) = ( f( r)<br />
+ 1 ou f() r + 2).<br />
Suponha que isto aconteça para r < n – 1.<br />
Então f ( n) = 2 n− f( r´) + r´,<br />
f ( n− 1) = 2n−2 − f( r) + r⇒<br />
f ( n) − f( n− 1) = 2 − f( r´) + r´ + f( r) −<br />
r.
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
Temos r´ = r ou r´ = r+<br />
1,<br />
n= f() r ou n= f() r + 1 e ( f( r´) = f( r)<br />
+ 1 ou<br />
f(´) r + 2). Se r´ = r, f( n) − f( n−<br />
1) = 2.<br />
Se r´ = r+<br />
1, f( n) − f( n− 1) = 3 + f( r) − f( r´)<br />
= (2 ou 1), o que termina a prova<br />
do Lema.<br />
Vamos agora provar por indução que kφ− 1 < f( k) < kφ+<br />
1, para todo k ∈ .<br />
Suponha que isso vale para 0≤k ≤n− 1.<br />
n+ 1 n−1<br />
Se n= f(), r rφ− 1< n< rφ+ 1⇒<br />
> r ><br />
φ φ<br />
f ( n) = 2 n− f( r) + r = 2n−<br />
n+ r = n+ r<br />
n+ 1 n−1<br />
n+ ≥ n+ r≥ n+<br />
⇒<br />
φ φ<br />
1 1<br />
1<br />
nφ+ > f( n) ≥nφ− ⇒ como 1 > , nφ+ 1 > f( n) > nφ−1.<br />
φ φ<br />
φ<br />
n n−2<br />
Se n= f() r + 1, rφ− 1< n− 1< rφ+ 1⇒<br />
> r ><br />
φ φ<br />
f ( n) = 2n− n+ 1 + r⇒ f( n) = n+ 1+<br />
r<br />
n n−2<br />
n+ 1+ > n+ 1+ r > n+<br />
1+<br />
⇒<br />
φ φ<br />
φ−2<br />
nφ+ 1 > f( n) ≥nφ+ > nφ−1,<br />
cqd.<br />
φ<br />
Assim, φ n+ 1 > f( n) >φn−1, ∀n≥ 0.<br />
Como f( n) ∈ , f ( n) >φn− 1 e φn −1 ∈−, temos f ( n) ≥⎢⎣φn− 1⎥⎦+ 1 = ⎢⎣φn⎥⎦ .<br />
Se m≤φ n, mφ n+ 1 > f( n),<br />
o jogo é desequilibrado, cqd.<br />
54
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
XXVIII OLIMPÍADA BRASILEIRA DE MATEMÁTICA<br />
Problemas e Soluções da Primeira Fase – Nível Universitário<br />
PROBLEMA 1<br />
1 x<br />
e −1−x Calcule ∫ dx<br />
x<br />
( e −1) ⋅x<br />
−1<br />
PROBLEMA 2<br />
Seja N um inteiro positivo. Calcule, em função de N, o volume do sólido definido<br />
por:<br />
⎧ xyz , , ∈ [0, +∞)<br />
⎨<br />
⎩⎢⎣x⎥⎦+<br />
⎢⎣y⎥⎦+ ⎢⎣z⎥⎦≤ N<br />
PROBLEMA 3<br />
Dada f : → [ 0, +∞)<br />
duas vezes diferenciável com f (0) = 0 , f '(0) = 1,<br />
1<br />
3<br />
1 + f( x)<br />
= , ∀x∈ [0,1] , mostre que f (1) < .<br />
f "( x)<br />
2<br />
PROBLEMA 4<br />
Dada uma hipérbole e uma reta não paralela às assíntotas, determine o lugar<br />
geométrico dos pontos médios das cordas da hipérbole paralelas à reta dada.<br />
Obs: Uma corda de uma hipérbole é um segmento cujos extremos pertencem à<br />
hipérbole.<br />
PROBLEMA 5<br />
2<br />
2<br />
2<br />
2 t<br />
2 t<br />
2 t<br />
As funções y1 () t = (1 + t ) ⋅ e , y2 () t = ( t+ t ) ⋅ e e y3 () t = ( −1 − t+ t ) ⋅ e são<br />
soluções da equação diferencial y"() t + a() t ⋅ y'() t + b() t ⋅ y() t = c() t , onde<br />
at (), bt (), ct () são funções duas vezes diferenciáveis.<br />
Determine uma função duas vezes diferenciável yt () tal que<br />
y"() t + a() t ⋅ y'() t + b() t ⋅ y() t = c() t , y(0) = 0, y'(0)<br />
= 0 .<br />
PROBLEMA 6<br />
Escolha três pontos x1, x2, x3 aleatoriamente, independentemente e com<br />
distribuição uniforme no intervalo [0, 1]. Determine, em função do número<br />
positivo m, a probabilidade de que<br />
min{| x − x |,| x −x |,| x − x |} > m .<br />
1 2 1 3 2 3<br />
55
SOLUÇÃO DO PROBLEMA 1:<br />
x<br />
e −1−x Seja f( x)<br />
= . Temos<br />
x<br />
( e −1) ⋅x<br />
x<br />
xe − x<br />
f( x) + f( − x)<br />
= = 1.<br />
x<br />
( e −1) ⋅x<br />
Assim,<br />
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
1 1 1<br />
∫ f ( xdx ) = ∫( f( x) + f( − x)) dx= ∫ 1dx= 1.<br />
−1<br />
0 0<br />
− x x x<br />
e − 1+ x xe − e + 1<br />
f( − x)<br />
= =<br />
, logo<br />
− x x<br />
( e −1) ⋅− ( x) ( e −1) ⋅x<br />
SOLUÇÃO DO PROBLEMA 2:<br />
O sólido é a união dos cubos unitários [i, i +1) × [j, j + 1) × [k, k + 1) para i, j, k<br />
inteiros não negativos, i + j + k ≤ N. Como cada cubinho tem volume 1, o volume<br />
do sólido é igual ao número de triplas (i, j, k) como acima.<br />
⎛N + 3⎞<br />
O número de triplas (e portanto o volume) é igual a ⎜ ⎟=<br />
(N + 1)(N + 2)(N +<br />
⎝ 3 ⎠<br />
3)/6.<br />
Isto pode ser demonstrado de várias formas. Por exemplo, podemos pensar que<br />
temos uma fileira de N + 3 quadrados e vamos escolher 3 posições e botar um<br />
marcador em cada uma delas: i será o número de quadrados antes do primeiro<br />
marcador, j o número de quadrados entre o primeiro e o segundo marcadores e k<br />
o número de quadrados entre o segundo e o terceiro marcadores. Claramente, a<br />
cada configuração corresponde uma tripla e vice-versa.<br />
SOLUÇÃO DO PROBLEMA 3:<br />
1<br />
Como f(x) ≥ 0 para todo x ∈ R, temos 0 < = f´´( x)<br />
, logo f´ é crescente em<br />
1 + f( x)<br />
[0,1], o que implica que f´(x) > 1 para x > 0, ou seja f também é crescente em<br />
[0,1].<br />
1 1<br />
Assim, para x > 0, temos 0 < = f´´( x)<br />
= < 1 , logo<br />
1 + f( x) 1 + f( x)<br />
x x x<br />
∫0 dt < ∫ f ´´( t) dt < ∫ 1dt<br />
⇔ 0 < f ´( x) − f´(0) < x⇔<br />
1 < f ´( x) < x+<br />
1⇒<br />
0 0 0<br />
x x x<br />
2<br />
x<br />
3<br />
∫1 dt < ∫ f ´( t) dt < ∫( t + 1) dt ⇔ x < f( x) < + x.<br />
Em particular, f (1) < .<br />
2<br />
2<br />
0 0 0<br />
56
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
PRIMEIRA SOLUÇÃO DO PROBLEMA 4:<br />
Seja r a reta dada, não paralela às assíntotas. Considere o plano euclidiano como<br />
subconjunto do plano projetivo, da maneira usual. Seja P o ponto de r sobre a reta<br />
do infinito. O feixe de retas paralelas a r corresponde ao feixe de retas do plano<br />
projetivo que passam por P. Para cada uma das retas do feixe, que corta a<br />
hipérbole em dois pontos A e B, o ponto médio M do segmento AB corresponde<br />
ao conjugado harmônico de P em relação a A e B. Logo M pertence à reta polar<br />
de P em relação à hipérbole. Seja p essa reta polar. Como o pólo da reta do<br />
infinito é o centro O da hipérbole, concluímos que p passa por O. Há, portanto,<br />
dois casos a considerar:<br />
1) Se existe uma tangente à hipérbole paralela à reta r, com ponto de<br />
tangência T (e portanto existirá uma outra tangente paralela a r no ponto<br />
T´, simétrico de T em relação a O), o lugar geométrico é a reta OT menos<br />
o segmento TT ´.<br />
2) Caso contrário, o lugar geométrico é uma reta completa passando por O,<br />
que pode ser obtida traçando-se uma corda arbitrária paralela a r (neste<br />
caso toda reta paralela corta a hipérbole em dois pontos distintos, um em<br />
cada ramo da hipérbole) e unindo seu ponto médio a O.<br />
SEGUNDA SOLUÇÃO:<br />
Após uma mudança de coordenadas afins, podemos considerar que a hipérbole<br />
tem equação<br />
xy = 1. Sendo m o coeficiente angular da reta r, queremos determinar o lugar<br />
geométrico dos pontos médios das intersecções das retas de equações y = mx + t (<br />
t ∈ R) com a hipérbole. Sejam (x1, y1) e (x2, y2) esses pontos de intersecção. Então<br />
x1 e x2 são as raízes da equação<br />
x(mx + t) = 1 ⇔ mx 2 + tx – 1 = 0 (1). Logo a abscissa do ponto médio é igual a<br />
1 1<br />
+ t<br />
−<br />
t<br />
y1+ y2 x1 x2 x1+ x2 − , e sua ordenada vale 2 t<br />
= = =<br />
m<br />
= . Logo o ponto<br />
2m<br />
2 2 2xx 2<br />
1 2 −<br />
4<br />
m<br />
médio pertence à reta de equação x<br />
m<br />
y = − . Reciprocamente, um ponto dessa<br />
2<br />
reta pertence ao lugar geométrico desde que a equação (1) tenha duas raízes reais,<br />
ou seja, quando 2<br />
t + 4m> 0.<br />
Assim, se m > 0, o lugar geométrico é toda a reta de<br />
equação x<br />
m<br />
y = − . Quando m < 0, desta reta devem ser retirados os pontos para<br />
2<br />
os quais −2 −m ≤t ≤2 − m,<br />
ou seja, para os quais<br />
57<br />
−m −m<br />
≤ x ≤ .<br />
m m
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
SOLUÇÃO DO PROBLEMA 5:<br />
Podemos tomar y1 como solução particular e y2 – y1 e y3 – y1 como soluções<br />
linearmente independentes da equação homogênea associada<br />
y''( t) + a( t) ⋅ y'( t) + b( t) ⋅ y( t)<br />
= 0 . Assim a solução geral da equação é<br />
y = c1 y1 + c2 y2 + c3 y3, c1 + c2 + c3 = 1 ou, equivalentemente,<br />
2<br />
t<br />
e .<br />
y(t) = (c4 + c5 t + t 2 ) ⋅<br />
Temos y(0) = c4 e y’(0) = c5, donde as condições do enunciado nos dão<br />
2 t<br />
y t e<br />
2<br />
= ⋅ .<br />
SOLUÇÃO DO PROBLEMA 6:<br />
Seja X=[0, 1] 3 . Temos X = A1<br />
∪ A2<br />
∪ A3<br />
∪ A4<br />
∪ A5<br />
∪ A6<br />
, onde<br />
A1 = {( x,<br />
y,<br />
z)<br />
∈ X | x ≤ y ≤ z}<br />
, A2 = {( x,<br />
y,<br />
z)<br />
∈ X | x ≤ z ≤ y}<br />
,<br />
A = {( x,<br />
y,<br />
z)<br />
∈ X | y ≤ x ≤ z}<br />
, A = {( x,<br />
y,<br />
z)<br />
∈ X | y ≤ z ≤ x}<br />
,<br />
3<br />
4<br />
A5 = {( x,<br />
y,<br />
z)<br />
∈ X | z ≤ x ≤ y}<br />
e A6 = {( x,<br />
y,<br />
z)<br />
∈ X | z ≤ y ≤ x}<br />
.<br />
Os conjuntos Ak , 1 ≤ k ≤ 6 têm todos volume 1/6.<br />
Seja agora Y = {( x1,<br />
x2<br />
, x3<br />
) ∈ X | min{| x1<br />
− x2<br />
|, | x1<br />
− x3<br />
|, | x2<br />
− x3<br />
|} > m}<br />
.<br />
Temos<br />
Y = B1<br />
∪ B2<br />
∪ B3<br />
∪ B4<br />
∪ B5<br />
∪ B6<br />
, onde Bk = Y ∩ Ak<br />
, 1 ≤ k ≤ 6 .<br />
Todos os conjuntos Bk,1≤k ≤ 6, têm o mesmo volume. Vamos então calcular o<br />
volume do conjunto B 1 . Como X tem volume 1, a probabilidade desejada será<br />
6 ( 1)<br />
B vol ⋅ .<br />
Temos B 1 = {( x,<br />
y,<br />
z)<br />
∈ X | y > x + m,<br />
z > y + m}<br />
. Claramente, se m ≥ 1/<br />
2 ,<br />
B 1 é vazio, e portanto a probabilidade desejada é 0 para todo m ≥ 1/<br />
2 .<br />
Suponha agora 0 ≤ m ≤ 1/<br />
2 . Considere a translação f : B1<br />
→ X dada por<br />
f ( x,<br />
y,<br />
z)<br />
= ( x,<br />
y − m,<br />
z − 2m)<br />
.<br />
3<br />
Temos f ( B1<br />
) = {( x,<br />
y,<br />
z)<br />
∈[<br />
0,<br />
1−<br />
2m]<br />
| x < y < z}<br />
, e portanto f ( B1<br />
) tem o<br />
3<br />
mesmo volume de {( x , y,<br />
z)<br />
∈ [ 0,<br />
1−<br />
2m]<br />
| x ≤ y ≤ z}<br />
= g(<br />
A1<br />
) , onde g é a<br />
homotetia dada por g ( p)<br />
= ( 1−<br />
2m)<br />
p . Assim, temos<br />
3<br />
3<br />
vol( B1<br />
) = vol(<br />
f ( B1))<br />
= vol(<br />
g(<br />
A1<br />
)) = ( 1−<br />
2m)<br />
⋅ vol(<br />
A1<br />
) = ( 1−<br />
2m)<br />
/ 6 , e<br />
logo, para 0 ≤ m ≤ 1/<br />
2 , a probabilidade desejada é igual a<br />
3<br />
6 ⋅ vol( B ) = ( 1−<br />
2m)<br />
.<br />
1<br />
58
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
XXVIII OLIMPÍADA BRASILEIRA DE MATEMÁTICA<br />
Problemas e Soluções da Segunda Fase – Nível Universitário<br />
PROBLEMA 1:<br />
Seja f : → uma função integrável e crescente. Prove que<br />
1<br />
∫<br />
0<br />
1<br />
xf ( x)<br />
dx ≥ ∫ f ( x)<br />
dx<br />
2<br />
PROBLEMA 2:<br />
Prove que, para todo inteiro n ≥ 2 , o número de matrizes quadradas 2× 2 com<br />
entradas inteiras e pertencentes ao conjunto {0, 1, 2, …, n – 1} que têm<br />
3 1<br />
determinante da forma kn + 1 para algum k inteiro é dado por n ⋅ ∏ (1 − ) . 2<br />
p<br />
59<br />
1<br />
0<br />
pprimo<br />
pn |<br />
PROBLEMA 3:<br />
Uma mesa de bilhar tem o formato de elipse e não tem caçapas. Quando uma bola<br />
bate em um ponto P na borda da mesa, ela segue uma direção simétrica em<br />
relação à reta normal à elipse em P. Prove que se uma bola parte de um ponto A<br />
da elipse e, após bater na mesa nos pontos B e C, retorna a A, então ela baterá<br />
novamente em B.<br />
PROBLEMA 4:<br />
Seja p um polinômio irredutível em Q[x] de coeficientes racionais e grau maior<br />
do que 1. Prove que se p admite duas raízes r e s cujo produto é 1 então o grau de<br />
p é par.<br />
PROBLEMA 5:<br />
Seja f :[0, +∞) → [0, +∞ ) uma função crescente e bijetora. Prove que a série<br />
∑ ∞<br />
n=1<br />
1<br />
converge se, e somente se, a série ∑ f ( n)<br />
∞<br />
n=<br />
1<br />
−1<br />
f ( n)<br />
converge, sendo<br />
2<br />
n<br />
função inversa de f.<br />
PROBLEMA 6:<br />
Considere as matrizes<br />
⎡1<br />
2⎤<br />
⎡1<br />
0⎤<br />
A = ⎢ ⎥ e B<br />
=<br />
⎣0<br />
1<br />
⎢ ⎥<br />
⎦ ⎣2<br />
1⎦<br />
−1<br />
f a
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
Prove que, para n > 1, não existem inteiros a1, a2, a3, a2, a3,..., a n e b1, b2,..., bn− 1 não nulos tais que<br />
, an<br />
a<br />
A<br />
b a<br />
⋅ B ⋅ A<br />
b<br />
⋅ B<br />
an<br />
⋅…⋅<br />
A<br />
bn<br />
⋅ B = I<br />
2<br />
2<br />
1<br />
onde I é a matriz identidade de ordem 2.<br />
1 ,<br />
60<br />
… e b1, b2, , bn−1, bn<br />
… com<br />
SOLUÇÃO DO PROBLEMA 1: LEVI MÁXIMO VIANA (FORTALEZA – CE)<br />
x<br />
x<br />
Chame Fx ( ) = ∫ tf( tdt ) e Gx ( ) = ftdtx ( ) , [0,1].<br />
0<br />
∫ ∈ Veja então que<br />
0<br />
2<br />
F´( x) = xf( x) = xG´( x),<br />
mas como f ( x) = G´( x)<br />
é crescente, temos f ( x) ≥ f( x ),<br />
2<br />
2 Gx ( )'<br />
já que 0≤ x ≤1, logo F´( x) ≥ xG´( x ) = . Integrando de 0 a 1 temos:<br />
2<br />
2 2 2<br />
1 1Gx<br />
( )' G(1 ) − G(0 ) G(1)<br />
∫ F´( x) dx≥ (1) (0) (1)<br />
0 ∫ dx⇒ F −F ≥ ⇒ F ≥<br />
0 2 2 2<br />
1 1 1<br />
⇒∫ xf ( xdx ) ≥ f ( xdx )<br />
0 2 ∫ . cqd.<br />
0<br />
SOLUÇÃO DO PROBLEMA 2: MURILO VASCONCELOS ANDRADE (MACEIÓ – AL)<br />
Primeiramente provaremos que o enunciado vale para n primo:<br />
⎛a Seja n primo e ⎜<br />
⎝c b⎞<br />
⎟ uma matriz cujo determinante é da forma k⋅ n+<br />
1, temos<br />
d⎠<br />
então que a⋅d −b⋅c≡ 1(mod n).<br />
Seja hi () o número de pares ordenados de inteiros no conjunto<br />
{ 0,1,2,..., n −1} cujo produto é igual a i(mod n). Desta maneira, temos que o<br />
número de matrizes satisfazendo as condições do enunciado é:<br />
n−1<br />
∑<br />
i=<br />
0<br />
hi () ⋅ hi ( + 1)<br />
(Onde cada h(i) representa o número de escolhas possíveis para b e c, tais que<br />
bc ≡ i(mod n)<br />
e hi+ ( 1) representa o número de escolhas para a e d, tais<br />
que ad ≡ i + 1(mod n).<br />
Naturalmente h(0) = 2n− 1 (os possíveis pares são (0,0), (0, 1), ...,(0, n –1),<br />
(1, 0), (2, 0),..., (n – 1, 0).
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
Alem disso, hi () = ϕ(<br />
n),<br />
para 1≤i ≤n− 1(aquiϕ<br />
representa a função ϕ de<br />
Euler, que associa a cada inteiro positivo no número de inteiros menores que n e<br />
que são primos com n. No caso de n primo, ϕ ( n) = n−<br />
1). Vamos provar isto:<br />
Seja k primo com n. Vamos provar que existe k´ tal que k⋅k´ ≡ i(mod n)<br />
: a<br />
r<br />
seqüência ( k mod n ) assume um número finito de valores (entre 0 e n –1).<br />
n1 n2<br />
Existem então dois números iguais na seqüência digamos k = k com<br />
2 1 )<br />
2 1 n > n . Assim, ( ) 1 n −n −<br />
k⋅ ik = i e portanto hi ( ) ≥ ϕ(<br />
n).<br />
Como<br />
2<br />
( n ) ϕ n n n<br />
2 − 1 + ( ) ⋅( − 1) = , segue que não podemos ter hi () > ϕ(<br />
n)<br />
para algum<br />
i. Assim,<br />
n−1 n−2<br />
∑ ∑<br />
hi ( ) ⋅ hi ( + 1) = (2n−1)( n− 1) + ( n−1) ⋅( n− 1) + ( n−1)(2n− 1) =<br />
r= 0 i=<br />
1<br />
3 ⎛ 1 ⎞<br />
= ( n−1) [ ( n−1)( n− 2) + 4n− 2 ] = n( n− 1)( n+ 1) = n ∏ ⎜12⎟ ⎝ p ⎠<br />
O resultado então fica provado para n primo.<br />
61<br />
p primo<br />
pn<br />
Vamos agora mostrar por indução que o resultado vale para<br />
primo. Para k = 1 já foi provado. Suponha que k ≥ 2 e que vale para<br />
Seja<br />
k<br />
n= p e<br />
ad bc p −<br />
⇒ − ≡<br />
k<br />
n= p potência de<br />
p −<br />
k 1<br />
.<br />
k−1 k−1<br />
⎛a b⎞ ⎛p⋅ n1+ a´ p ⋅ n2+ b´<br />
⎞<br />
= ,<br />
k<br />
⎜ ⎟ ⎜ k−1 k−1<br />
⎟ com ad −bc≡ 1(mod p ).<br />
⎝c d⎠ ⎝p⋅ n3+ c´ p ⋅ n4+ d´<br />
⎠<br />
k 1<br />
´´ ´´ 1(mod ).<br />
Assim, como<br />
2k−2 k<br />
p ≡ 0(mod p ),<br />
ad−bc≡ p ( n ⋅ d´ + n ⋅a´ −b´ ⋅n−n⋅ c´) + ad ´ ´ −bc ´ ≡ p ( nd´ + na´ −bn ´ − nc´)<br />
+<br />
+ ⋅ p + ≡ p ⇒ nd + n a−bn − n c+ <br />
≡ p<br />
k−1 k−1<br />
1 4 3 2 1 4 3 2<br />
k−1 1 1(mod<br />
k<br />
) 1 ´ 4 ´ ´ 3 2 ´ 0(mod )
k−1<br />
(aqui é tal que ⋅ p + 1 = ad ´ ´ −bc<br />
´´ ).<br />
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
k 1<br />
Como ad ´ ´ bc ´ 1(mod p )<br />
−<br />
3( k−1)<br />
⎛ 1 ⎞<br />
⋅ − ⋅ ≡ existem (por hipótese de indução), p ⎜1−2⎟ ⎝ p ⎠<br />
maneiras de escolhermos adb ´, ´, ´ e c ´. Fixando-se estes valores (e portanto <br />
k<br />
também) temos que um deles é primo com n= p , pois, caso não fosse assim,<br />
ad ´´ −bc ´´ ≡ 1(mod p),<br />
absurdo! Seja (a, n) = 1, por exemplo. Existem então p<br />
valores possíveis (módulo p) para cada um dos nnn 1, 2, 3 e para cada combinação<br />
destes, apenas um valor para 4 n tal que nd 1 ´ + na 4 ´ −bn ´ 3− nc 2 ´ + ≡0(mod<br />
p)<br />
.<br />
3( k−1) ⎛ 1 ⎞ 3k⎛<br />
1 ⎞<br />
Existem então ao todo p ⋅⎜1− ppp p 1<br />
2⎟⋅ ⋅ ⋅ = ⎜ − 2⎟<br />
⎝ p ⎠ ⎝ p ⎠<br />
escolhermos a, b, c, d. Isto termina nossa prova por indução.<br />
62<br />
maneiras de<br />
1 2<br />
Para 1 2 ... k a<br />
a a<br />
ai<br />
n= p p pk<br />
é fácil ver que ad −bc ≡1(mod n) ⇔ad−bc ≡ 1(mod pi<br />
),<br />
∀∈ i {1,2,..., k}<br />
e portanto o número de matrizes que satisfazem as condições do<br />
enunciado é igual a<br />
⎛ 1 ⎞ ⎛ 1 ⎞<br />
⎜1 ⎟ ⎜1 ⎟,<br />
⎝ ⎠<br />
k<br />
3ai 3<br />
pi− = n ⋅ −<br />
2 2<br />
i= j ⎝ pi ⎠ pprimo<br />
p<br />
pn<br />
∏ ∏ cqd.<br />
SOLUÇÃO DO PROBLEMA 3: EDUARDO POÇO (SÃO PAULO – SP)<br />
AB e BC têm o mesmo ângulo com a normal em B ⇔ têm o mesmo ângulo<br />
com a tangente à elipse em B ⇔<br />
B − A<br />
C − B ⎡ B − A C − B ⎤<br />
× VT<br />
= VT<br />
× ⇔ ⎢ + ⎥ × VT<br />
= 0 , sendo V T o vetor<br />
B − A<br />
C − B ⎢⎣<br />
B − A C − B ⎥⎦<br />
tangente à elipse em B.<br />
Parametrizando a elipse: P() t = ( kcos,sen t t)<br />
, 0 ≤ t ≤ 2π<br />
, sem perda de<br />
d<br />
generalidade. Vetor tangente no ponto P (t)<br />
: Vt () = Pt () = ( − ksen t,cost) .<br />
dt
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
Sejam P ( a)<br />
= A , P ( b)<br />
= B , P ( c)<br />
= C . As hipóteses sobre refletir de AB para<br />
BC e sobre refletir de BC para CA se tornam:<br />
⎡ B − A C − B ⎤<br />
⎡ C − B A − C ⎤<br />
⎢ + ⎥ × V ( b)<br />
= 0<br />
⎢ + ⎥ × V ( c)<br />
= 0<br />
⎢⎣<br />
B − A C − B ⎥⎦<br />
⎢⎣<br />
C − B A − C ⎥⎦<br />
Temos que provar o seguinte, que CA reflete em AB:<br />
⎡ A − C B − A ⎤<br />
⎢ + ⎥ × V ( a)<br />
= 0<br />
⎢⎣<br />
A − C B − A ⎥⎦<br />
Distribuindo o produto vetorial (vamos denotar como um escalar, pois todos os<br />
vetores em jogo estão no mesmo plano e os produtos vetoriais terão a mesma<br />
direção):<br />
P( x)<br />
× V ( y)<br />
= ( k cos x,<br />
sen x)<br />
× ( − k sen y,<br />
cos y)<br />
= k cos( x − y)<br />
Após dividir por k, as hipóteses se tornam:<br />
1−<br />
cos( a − b)<br />
cos( c − b)<br />
−1<br />
+<br />
= 0<br />
B − A C − B<br />
E queremos provar:<br />
1−<br />
cos( b − c)<br />
cos( a − c)<br />
−1<br />
+<br />
= 0<br />
C − B A − C<br />
1−<br />
cos( c − a)<br />
cos( b − a)<br />
−1<br />
+<br />
= 0<br />
A − C B − A<br />
Para provar isso, basta somar as hipóteses.<br />
SOLUÇÃO DO PROBLEMA 4: THIAGO BARROS RODRIGUES COSTA (FORTALEZA – CE)<br />
Seja p um polinômio irredutível em [ x]<br />
admitindo duas raízes r e s cujo produto<br />
é 1 ( r = 1 ) .<br />
s<br />
n n−1<br />
Temos px ( ) = x + an−1x+ ... + ax 1 + a0<br />
(podemos supor p mônico sem perda de<br />
generalidade).<br />
Como p é irredutível em [ x]<br />
, p deve ser igual ao polinômio minimal de r e s<br />
sobre ⇒ se g( x) ∈ [ x]<br />
é tal que gs () = 0ou<br />
gr () = 0, então px ( ) gx ( ).<br />
1 n<br />
Seja gx ( ) = ⋅<br />
xp(<br />
1 ) .<br />
a x<br />
0<br />
63
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
É fácil ver que todas as potências de x serão ≥0 ⇒ g( x)<br />
é um polinômio sobre<br />
[ x]<br />
. Mas<br />
( ( 1 ) )<br />
1<br />
g( r) =<br />
a0 n<br />
r p<br />
r<br />
1 n<br />
= r ⋅ p( s) = 0 ⇒ g( r) = 0 ⇒ p( x) g( x).<br />
a0<br />
Mas g é mônico e tem o mesmo grau de p ⇒<br />
64<br />
( )<br />
1 n<br />
px ( ) = gx ( ) ⇒ px ( ) = x ⋅ p 1<br />
a x<br />
0<br />
Se α é raiz de p( x ) (obviamente α ≠ 0 pois p é irredutível e tem grau > 1),<br />
então,<br />
1 1<br />
p( 1 ) = ⋅ ⋅ p(<br />
α)<br />
= 0.<br />
α n<br />
an<br />
α<br />
Logo as raízes de p sempre aparecem aos pares α, 1<br />
α<br />
. Além disso,<br />
k k<br />
k k ⎛1 ⎞ k ⎛ 1 ⎞ 1 n ⎛1⎞ ( x −α) px ( ) ⇒ x ⎜ − α⎟ = ( −α) ⎜x− ⎟ xp⎜ ⎟=<br />
px ( ).<br />
⎝ x ⎠ ⎝ α ⎠ a0⎝ x⎠<br />
Veja que α = 1 ⇔ α = 1<br />
α<br />
ou –1. Mas nenhum desses valores pode ser raiz de p<br />
pois o polinômio minimal deles sobre tem grau 1, e p tem grau > 1.<br />
⇒ as raízes aparecem aos pares ( , 1 )<br />
α<br />
α<br />
⇒ p tem um número par de raízes ⇒ p tem grau par.<br />
SOLUÇÃO DO PROBLEMA 5: EDUARDO POÇO (SÃO PAULO – SP)<br />
Note que f ( 0)<br />
= 0 , e toda função crescente e bijetora é contínua, e logo<br />
integrável em qualquer intervalo finito.<br />
Como 1 f ( x )<br />
somente se<br />
−1 −1<br />
∞<br />
∞<br />
n+<br />
1<br />
=<br />
1 2 ∑ n 2<br />
x n=<br />
1 x<br />
é decrescente, pelo critério da integral<br />
f ( x) f ( x)<br />
dx dx,<br />
∫ ∫ e<br />
∞ 1<br />
∑ converge se e<br />
f ( n)<br />
n=<br />
1<br />
1<br />
1 ( ) dx<br />
∞<br />
∫ converge. Por outro lado,<br />
f x<br />
n+<br />
1<br />
−1 2 −1 2 −1 2 −1 2 −1<br />
2<br />
≤ + ≤ ≤ + ≤ + +<br />
n<br />
∫<br />
f ( n) 4 n f ( n) ( n 1) f ( x) x dx f ( n 1) n 4 f ( n 1) ( n 1) ,<br />
donde
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
∞ 1<br />
∑ 4 n= 1<br />
−1 f ( n) 2<br />
n<br />
−1<br />
∞ f ( x) ∫ dx<br />
1 2<br />
x<br />
∞<br />
−1 4 ∑ f ( n<br />
n= 1<br />
1) ( n<br />
2<br />
1)<br />
∞<br />
−1<br />
4 ∑ f ( m) n=<br />
2<br />
2<br />
m<br />
∞<br />
−1<br />
≤ 4 ∑ f ( m) m = 1<br />
2<br />
m , e, em particular,<br />
−1<br />
∞ f ( x) dx<br />
1 2<br />
x<br />
∞<br />
−1<br />
2<br />
n = 1<br />
≤ ≤ + + = ≤<br />
65<br />
∫ converge<br />
⇔ ∑ f ( n) ( n)<br />
converge. Basta agora relacionar a convergência de<br />
∫ ∞<br />
∞<br />
−1<br />
1 f ( x)<br />
dx e de dx , que são integráveis em intervalos finitos.<br />
f ( x)<br />
∫ 2<br />
x<br />
1<br />
1<br />
Um resultado conhecido (que pode ser facilmente verificado derivando) é a<br />
fórmula da primitiva da inversa:<br />
−1<br />
( g ( x)<br />
)<br />
−1<br />
−1<br />
g ( x)<br />
dx = xg ( x)<br />
− G , sendo G (x)<br />
uma primitiva de g (x)<br />
∫<br />
Utilizando<br />
b<br />
−1<br />
1<br />
⎛ ⎞<br />
g ( x)<br />
= , temos então = ⎜ ⎟<br />
f ( x)<br />
⎝ ⎠<br />
−1<br />
1<br />
g(<br />
x)<br />
f , e assim:<br />
x<br />
1 1 1 ⎛ 1 ⎞ ⎛ 1 ⎞<br />
dx = b −1<br />
− G⎜<br />
⎟ + G⎜<br />
⎟<br />
∫ f ( x)<br />
f ( b)<br />
f ( 1)<br />
⎝ f ( b)<br />
⎠ ⎝ f ( 1)<br />
⎠<br />
1<br />
b<br />
∫<br />
1<br />
1 b 1<br />
dx = − −<br />
f ( x)<br />
f ( b)<br />
f ( 1)<br />
1<br />
f ( b)<br />
∫<br />
1<br />
f ( 1)<br />
f<br />
−1<br />
⎛ 1 ⎞<br />
⎜ ⎟dx ⎝ x ⎠<br />
Essa relação também pode ser percebida diretamente do gráfico de 1/ f ( x)<br />
, que<br />
é uma função decrescente. Com a transformação x = 1/<br />
y :<br />
b<br />
∫<br />
1<br />
1 b 1<br />
dx = − +<br />
f ( x)<br />
f ( b)<br />
f ( 1)<br />
f ( b)<br />
∫<br />
f ( 1)<br />
f<br />
−1<br />
y<br />
( y)<br />
2<br />
dy (I).
Suponha agora que ∫ ∞<br />
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
1<br />
x<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
1<br />
dx converge. Logo:<br />
f ( x)<br />
x<br />
1<br />
1<br />
1<br />
lim = 2 lim dt ≤ 2 lim dt ≤ 2 lim dt = 0<br />
x→∞<br />
f ( x)<br />
x→∞<br />
∫ f ( x)<br />
x→∞<br />
∫ f ( t)<br />
x→∞<br />
∫ f ( t)<br />
x / 2<br />
x<br />
Então lim = 0<br />
x→∞<br />
f ( x)<br />
convergindo e a parcela<br />
∫ ∞<br />
1<br />
−1<br />
x / 2<br />
66<br />
x<br />
∞<br />
x / 2<br />
. Fazendo b → ∞ em (I), temos a integral à esquerda<br />
b<br />
indo para zero, o que resulta num valor finito para<br />
f (b)<br />
f ( x)<br />
dx , donde concluímos que essa integral converge.<br />
2<br />
x<br />
∞<br />
Da mesma forma, se ∫<br />
1<br />
−1<br />
f ( x)<br />
dx converge, prova-se que lim<br />
2<br />
x<br />
x→∞<br />
−1<br />
f ( x)<br />
= 0 , e<br />
x<br />
como f é crescente e bijetora, podemos ir para o infinito com x = f (y)<br />
, de onde<br />
−1<br />
f ( f ( y))<br />
tiramos lim = 0 ⇔ lim<br />
y→∞<br />
f ( y)<br />
y→∞<br />
y<br />
= 0 . Novamente aplicando o limite<br />
f ( y)<br />
b<br />
b → ∞ em (I), temos que a integral à direita e convergem para valores<br />
f (b)<br />
∞<br />
1<br />
finitos, donde dx converge. ∫ f ( x)<br />
1<br />
Retornando às séries, pelo critério da integral, a equivalência na convergência das<br />
integrais, já provada, transmite equivalência na convergência das séries.<br />
SOLUÇÃO DO PROBLEMA 6: COLABORAÇÃO DE DARIO BERALDO (PISA – ITÁLIA)<br />
Indutivamente, para cada inteiro k,<br />
A<br />
k<br />
⎛1 2k⎞<br />
= ⎜ ⎟<br />
⎝0 1 ⎠ e<br />
k<br />
B<br />
⎛ 1 0 ⎞<br />
= ⎜ ⎟.<br />
⎝2k1⎠
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
Sejam A, B, I transformações na reta projetiva (uma reta do plano projetivo), de<br />
modo que, em coordenadas homogêneas,<br />
⎡ 1⎤<br />
k ⎡⎤ 1 ⎡1+ 2kt⎤ 2k<br />
A ⎢ +<br />
t ⎥<br />
⎢⎥= t<br />
⎢ =<br />
t<br />
⎥<br />
⎣⎦ ⎣ ⎦ ⎢ ⎥<br />
⎢⎣ 1 ⎥⎦<br />
e<br />
⎡ 1 ⎤<br />
h ⎡s⎤ ⎡ s ⎤<br />
B<br />
⎢<br />
1<br />
⎥<br />
⎢ ,<br />
1<br />
⎥ = ⎢ =<br />
1 2hs ⎥<br />
⎣ ⎦ ⎣ + ⎦ ⎢2h + ⎥<br />
⎢⎣ s ⎥⎦<br />
*<br />
para cada st∈ , R .<br />
Assim, para s irracional,<br />
⎡ 1 ⎤<br />
2k<br />
+<br />
k h ⎡s⎤ ⎢ 1 ⎥<br />
AB ⎢ 2 h .<br />
1<br />
⎥ = ⎢ + ⎥<br />
⎣ ⎦ ⎢ s ⎥<br />
⎢⎣ 1 ⎥⎦<br />
Iterando, eventualmente obtemos a seguinte formula:<br />
⎡ 1 ⎤<br />
⎢2a1 +<br />
1 ⎥<br />
⎢ 2b1<br />
+<br />
⎥<br />
a1 b1<br />
an b s ⎢ <br />
⎡ ⎤<br />
⎥<br />
n<br />
A B ... A B ⎢ 1 .<br />
1<br />
⎥ = ⎢ ⎥<br />
⎣ ⎦ ⎢ 2an<br />
+ ⎥<br />
⎢ 1<br />
2bn<br />
+ ⎥<br />
⎢ s ⎥<br />
⎢<br />
1<br />
⎥<br />
⎣ ⎦<br />
Suponhamos, por contradição, que existem inteiros a1, b1,..., an, b n tais que<br />
a1 b1<br />
an bn<br />
M : = A B ... A B = I.<br />
Dado um número transcendente s, a hipótese M = I implica em particular que as<br />
linhas determinadas por<br />
⎡ 1 ⎤<br />
⎢2a1 +<br />
1 ⎥<br />
⎢ 2b1<br />
+<br />
⎥<br />
s ⎢ <br />
⎡ ⎤<br />
⎥<br />
⎢ e 1<br />
1<br />
⎥<br />
⎢ ⎥<br />
⎣ ⎦ ⎢ 2an<br />
+ ⎥<br />
⎢ 1<br />
2bn<br />
+ ⎥<br />
⎢ s ⎥<br />
⎢<br />
1<br />
⎥<br />
⎣ ⎦<br />
67
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
devem ser as mesmas, i.e.<br />
1<br />
s = 2a1+<br />
1<br />
2b1<br />
+<br />
1<br />
2an<br />
+<br />
1<br />
2bn<br />
+<br />
s<br />
Agora, basta certificar-se que existe uma relação algébrica não trivial (certamente<br />
quadrática) para s, o que é um absurdo.<br />
Usaremos a seguinte notação:<br />
1<br />
{ c0, c1,..., cn} = c0<br />
+<br />
.<br />
1<br />
c1<br />
+<br />
<br />
1<br />
cn−1<br />
+<br />
cn<br />
Então, nossa relação é s = { 2 a1,2 b1,...,2 an,2 bn, s} = { m0, m1, m2,... mN, s}<br />
,<br />
em que os m j são inteiros pares. Precisamos uma regra para escrever frações<br />
contínuas como uma simples fração, i.e.<br />
Lema: Dado { c0, c1,..., ck} , para cada inteiro 0 ≤ j ≤ k,<br />
{ 0 } ,...,<br />
p j<br />
c cj=<br />
q j<br />
onde<br />
p j = cp j j−1+ pj−2, qj = cq j j−1+ qj−2<br />
(com p0 = c0, p1 = c0c1+ 1, q0 = 1, q1 = c1).<br />
Esta é uma indução fácil: temos { c0,..., cj, cj+ 1} = { c0,..., cj− 1, cj + 1 cj+<br />
1}<br />
=<br />
⎛ 1 ⎞<br />
⎜cj + pj−1+ p<br />
⎜<br />
⎟<br />
j 2<br />
c ⎟<br />
−<br />
⎝ j+<br />
1 ⎠<br />
cj+ 1( cjpj−1+ pj−2) + pj− 1 cj+ 1pj + pj− 1 pj+<br />
1<br />
= = = = , cqd.<br />
⎛ 1 ⎞<br />
cj+ 1( cjqj−1+ qj−2) + qj− 1 cj+ 1qj + qj− 1 qj+<br />
1<br />
⎜cj + ⎟qj−1+<br />
q<br />
⎜ j−2<br />
c ⎟<br />
⎝ j+<br />
1 ⎠<br />
Em particular, aplicando o lema para { m0, m1, m2,... mN, s} , obtemos, no caso em<br />
que bn ≠ 0,<br />
pNs+ pN−1<br />
s = (*)<br />
q s+ q<br />
N N−1<br />
68
p , q , p , q<br />
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
onde N N N−1 N−1são<br />
inteiros (pelo lema e o fato que 0 1 0 1<br />
são inteiros). Note que qN ≠ 0. De fato, 0 1, q m 2b 0<br />
69<br />
p , p , q , q e os m´s<br />
q = 1 = 1 = 1 ≠ e, para<br />
k ≥ 1, qk+ 1 = mk+ 1qk + qk−1,<br />
o que, como m k + 1 é um inteiro par não nulo (pelo<br />
menos para 1≤ k < N − 1) implica, por indução, que q + 1 q . > De fato, teremos<br />
k k<br />
qk+ 1 ≥ mk+ 1qk − qk−1 ≥2 qk − qk−1 > qk<br />
. No caso em que mN = 2bn = 0, teremos<br />
{ } { 1<br />
pN−1/ s+ pN−2 pN−1+ pN−2s s = 2 a1,2 b1,...,2 an,1/ s = m0, m1,..., mN−1,<br />
} = =<br />
,<br />
s q / s+ q q + q s<br />
N−1 N−2 N−1 N−2<br />
e, como N = 2n−1≥3, N −2≥1e logo qN −2 ≠ 0. Isto implica que s é uma raiz<br />
de uma equação de segundo grau com coeficientes inteiros, e segue a conclusão.<br />
3<br />
Obs. Em vez de tomar s transcendente, poderíamos tomar, por exemplo, s = 2.<br />
Temos 3 3<br />
2 irracional, pois 1< 2 < 2 e, se 3 2 =<br />
p<br />
q<br />
com p e q inteiros, q > 1 e<br />
mdc( p, q ) = 1, teríamos<br />
p<br />
2<br />
p<br />
,<br />
q<br />
3<br />
= 3 mas 3<br />
3 3<br />
q > 1 e mdc ( p , q ) = 1, donde<br />
3<br />
3 ,<br />
q ∉ absurdo. Se 3 2 fosse raiz de uma equação do segundo grau<br />
2<br />
ax + bx + c = 0 com abc∈ , , e a ≠ 0, teríamos<br />
3 3<br />
a 4+ b 2+ c = 0, donde<br />
3 b 3 c<br />
3<br />
4 =− 2− = u+ v 2, com u = − c a e v = − b a racionais. Multiplicando<br />
a a<br />
por<br />
3 3 3 3<br />
2= u 2+ v 4 = u 2+ v u+ v 2 = uv+ 2<br />
u+ v<br />
3<br />
2. Se<br />
u v<br />
3 2, teríamos ( ) ( )<br />
0,<br />
2<br />
+ ≠ teríamos<br />
3 3<br />
2 2 2 ,<br />
uv = ⇒− v = ⇒ =−v∈absurdo. 3<br />
2 − uv<br />
2 = ∈<br />
, 2 absurdo. Assim,<br />
u+ v<br />
u v<br />
2<br />
+ = 0 e
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
XXVIII OLIMPÍADA BRASILEIRA DE MATEMÁTICA<br />
Resultado – Nível 1 (5 a . e 6 a . Séries)<br />
NOME CIDADE - ESTADO PRÊMIO<br />
Otávio Augusto de Oliveira Mendes Pilar do Sul - SP Ouro<br />
Guilherme Cherman Perdigãao de Oliveira Rio de Janeiro - RJ Ouro<br />
Bruno Silva Mucciaccia Vitória - ES Ouro<br />
João Lucas Camelo Sá Fortaleza - CE Ouro<br />
Douglas Souza Alves Junior Vassouras - RJ Ouro<br />
Kayo de França Gurgel Fortaleza - CE Prata<br />
Rafael Ferreira Antonioli S. B. do Campo - SP Prata<br />
Nikolas Leonel Carvalho Salvador - BA Prata<br />
Gabriela de Paula Gonzalvez Jundiaí - SP Prata<br />
Rodrigo Nagamine Santo André - SP Prata<br />
Ana Thais Castro de Santana Rio de Janeiro - RJ Prata<br />
Ycaro César Campello Izaias Fortaleza - CE Prata<br />
Débora Jun Portugheis Campinas - SP Prata<br />
Gustavo Lopes Perosini Tabapuã - SP Prata<br />
Felipe Figueiredo Souza e Silva Nova Lima - MG Prata<br />
Marla Rochana Braga Monteiro Fortaleza - CE Prata<br />
Alexandre Crepory Abbott de Oliveira Brasília - DF Bronze<br />
Rafael Kazuhiro Miyazaki São Paulo - SP Bronze<br />
Tiago Leandro Estevam Dias Rio de Janeiro - RJ Bronze<br />
Daniel Silva Luiz Crispin Fortaleza - CE Bronze<br />
Ana Lívia Ruegger Saldanha Araras - SP Bronze<br />
Wladimir José Lopes Martins Recife - PE Bronze<br />
Daniel dos Santos Bossle Porto Alegre - RS Bronze<br />
Erica Saldanha Freire Simões Fortaleza - CE Bronze<br />
Lucas Almeida Rocha Taubaté - SP Bronze<br />
Hugo Rodrigues Martins Dantas Fortaleza - CE Bronze<br />
Daniel Cardoso de Sousa Teresina - PI Bronze<br />
Nicolas Iso Magosso Grigolli Gibin S. B. do Campo - SP Bronze<br />
Marcos Massayuki Kawakami São Paulo - SP Bronze<br />
Paula Dias Garcia Brasília - DF Bronze<br />
Renner Tetzner Ramos Vitória - ES Bronze<br />
Bernardo de Andrade Macêdo Rio de Janeiro - RJ Bronze<br />
Marina Pessoa Mota Fortaleza - CE Mençâo Honrosa<br />
Luis Henrique Kobaya Shi Higa Campo Grande - MS Menção Honrosa<br />
Gabriel Militão Vinhas Lopes Fortaleza - CE Menção Honrosa<br />
Filipe José Oliveira Sabóia Fortaleza – CE Menção Honrosa<br />
Vitor Silveira da Costa Curitiba - PR Menção Honrosa<br />
Tiago da Ávila Palhares Ponte Nova - MG Menção Honrosa<br />
Gustavo Pereira de Castro Rio de Janeiro - RJ Menção Honrosa<br />
Douglas Michael da Costa Cezar Santa Maria - RS Menção Honrosa<br />
Bruna Rufino Leão Teresina - PI Menção Honrosa<br />
Thomas Rincon Reis Belo Horizonte - MG Menção Honrosa<br />
Ramon Silva de Lima São Paulo - SP Menção Honrosa<br />
Eric Tada de Souza São Paulo – SP Menção Honrosa<br />
Rodrigo Gabriel Caetano Piracicaba - SP Menção Honrosa<br />
Renato Soares Nunes Rio de Janeiro - RJ Menção Honrosa<br />
Rafael Alves Pinheiro Parnamirim - RN Menção Honrosa<br />
Leticia da Silva Inácio S.J. da Boa Vista - SP Menção Honrosa<br />
José Elton Albuquerque Filho Fortaleza - CE Menção Honrosa<br />
Luiz Fernando Cirigliano Villela Uberaba - MG Menção Honrosa<br />
Gabriel Ilharco Magalhães Juiz de Fora Menção Honrosa<br />
Fernanda Bahia de Carvalho Coutinho Belo Horizonte - MG Menção Honrosa<br />
Victor Venturi Campinas - SP Menção Honrosa<br />
Lara Timbó Araújo Fortaleza - CE Menção Honrosa<br />
Julia Langraf Scatolin Pirassununga - SP Menção Honrosa<br />
Francisco Carvalho Osório de Souza Campinas - SP Menção Honrosa<br />
Luiza Christófaro Bragança de Matos Belo Horizonte - MG Menção Honrosa<br />
Francisco Jairo Rodrigues Lima Fortaleza - CE Menção Honrosa<br />
Otavia Ruanna Cordeiro de Oliveira Salgueiro - PE Menção Honrosa<br />
Carolina Yumi Vezato Araraquara - SP Menção Honrosa<br />
70
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
Nível 2 (7 a . e 8 a . Séries)<br />
NOME CIDADE – ESTADO PRÊMIO<br />
Renan Henrique Finder Joinville - SC Ouro<br />
Hugo Fonseca Araújo Juiz de Fora - MG Ouro<br />
Thiago Ribeiro Ramos Varginha - MG Ouro<br />
Matheus Barros de Paula Taubaté - SP Ouro<br />
Rafael Alves da Silva Teresina - PI Ouro<br />
Robério Soares Nunes Ribeirão Preto - SP Prata<br />
Leonardo Pereira Stedile São Paulo - SP Prata<br />
Gustavo Lisbôa Empinotti Florianópolis - SC Prata<br />
Victor Reis de Abreu Cavalcanti Maceió - AL Prata<br />
Thiago Augusto da Silva Baleixo Rio de Janeiro - RJ Prata<br />
Heverton Carlos Bezerra de Azevedo Rio de Janeiro - RJ Prata<br />
James Jun Hong São Paulo - SP Prata<br />
Leonardo Caruso de Oliveira Rio de Janeiro - RJ Prata<br />
Pedro Caetano Cardoso Rio de Janeiro - RJ Prata<br />
Illan Feiman Halpern Itatiaia - RJ Prata<br />
Davi de Melo Pontes Mendes Fortaleza - CE Bronze<br />
Matheus Araújo Marins São Gonçalo - RJ Bronze<br />
Marcelo Tadeu de Sá Oliveira Sales Barreiras - BA Bronze<br />
Dan Zylberglejd Rio de Janeiro – RJ Bronze<br />
João Mendes Vasconcelos Fortaleza - CE Bronze<br />
José Ailton Azevedo Araújo Filho Fortaleza - CE Bronze<br />
Leonardo Shimizu Yojo São Paulo – SP Bronze<br />
Gelly Whesley Silva Neves Fortaleza - CE Bronze<br />
Frederico Gaia Costa da Silva Teresina - PI Bronze<br />
Ana Luísa de Almeida Losnak São Paulo - SP Bronze<br />
Saulo Moraes de Faria Niterói - RJ Bronze<br />
Guilherme Salvador Vieira Rio Claro - SP Bronze<br />
Fernando Fonseca Andrade Oliveira Belo Horizonte - MG Bronze<br />
Rafael Farias Cação Campo Grande - MS Bronze<br />
Edson Ryokei Onoga São Paulo - SP Bronze<br />
Rafael Gribel de Paula Neves Rio de Janeiro - RJ Bronze<br />
Luiz Castelo Branco Cavalcante Teresina - PI Bronze<br />
Filipe Gabriel Soares Rodrigues Teresina - PI Menção Honrosa<br />
Rafael Horimoto de Freitas São Paulo - SP Menção Honrosa<br />
Germano Luis Lopes de Mello Rio de Janeiro - RJ Menção Honrosa<br />
Silvio Tacla Alves Barbosa São Paulo – SP Menção Honrosa<br />
Pedro Pacheco Louzada Rio de Janeiro – RJ Menção Honrosa<br />
André Saraiva Nobre dos Santos Fortaleza - CE Menção Honrosa<br />
Mateus Bezerra Alves da Costa Fortaleza - CE Menção Honrosa<br />
Leandro Lyra Braga Dognini Barcarena - PA Menção Honrosa<br />
Gabriel de Andrade Issisaki Guaíra - SP Menção Honrosa<br />
Isabella Amorim Gonzalez Maceió - AL Menção Honrosa<br />
André Bina Possatto São Caetano - SP Menção Honrosa<br />
Obed Leite Vieira Fortaleza – CE Menção Honrosa<br />
Eduardo Kaiser Ururahy Nunes Itatiaia - RJ Menção Honrosa<br />
Paulo Ricardo de Souza Costa Rio de Janeiro - RJ Menção Honrosa<br />
Guilherme Vieira Melo Fortaleza - CE Menção Honrosa<br />
Stephane Hilda Barbosa Lima Fortaleza - CE Menção Honrosa<br />
Camila Miraglia Ribeiro Curitiba - PR Menção Honrosa<br />
Patrícia Fernanda Hongo Bragança Paulista - SP Menção Honrosa<br />
Marcel Ichiro Bastos Kamiyama São Paulo - SP Menção Honrosa<br />
Camilla Kikuchi São Paulo - SP Menção Honrosa<br />
Yuri Santana do Carmo Belém - PA Menção Honrosa<br />
Juliana Rangel Cenzi Jacareí - SP Menção Honrosa<br />
Rafael Eiki Takemura São Paulo – SP Menção Honrosa<br />
71
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
Nível 3 (Ensino Médio)<br />
NOME CIDADE – ESTADO PRÊMIO<br />
Jose Marcos Andrade Ferraro São Paulo – SP Ouro<br />
Henrique Pondé de Oliveira Pinto Salvador - BA Ouro<br />
Guilherme Rodrigues Nogueira de Souza São Paulo - SP Ouro<br />
Leandro Farias Maia Fortaleza – CE Ouro<br />
Ramon Moreira Nunes Fortaleza – CE Ouro<br />
Rafael Mendes de Oliveira Rio de Janeiro – RJ Ouro<br />
Regis Prado Barbosa Fortaleza - CE Ouro<br />
Edson Augusto Bezerra Lopes Fortaleza - CE Prata<br />
André Linhares Rodrigues Fortaleza – CE Prata<br />
Willy George do Amaral Petrenko Rio de Janeiro - RJ Prata<br />
Leonardo Ribeiro de Castro Carvalho São Paulo - SP Prata<br />
Rodrigo Viana Soares Fortaleza – CE Prata<br />
Artur de Almeida Losnak São Paulo - SP Prata<br />
Paulo André Carvalho de Melo Rio de Janeiro - RJ Prata<br />
Renato Rebouças de Medeiros Fortaleza - CE Prata<br />
Rafael Sampaio de Rezende Fortaleza - CE Prata<br />
Rafael Tupynambá Dutra Belo Horizonte - MG Prata<br />
Alfredo Roque de Oliveira Freire Filho Salvador - BA Prata<br />
Rafael Morioka Oda São Paulo - SP Bronze<br />
Adenilson Arcanjo de Moura Júnior Fortaleza - CE Bronze<br />
Giuliano Pezzolo Giacaglia São Paulo - SP Bronze<br />
Wilson Camara Marriel Rio de Janeiro - RJ Bronze<br />
Rafael Sabino Lima Rio de Janeiro - RJ Bronze<br />
Marlen Lincoln da Silva Fortaleza – CE Bronze<br />
César Ryudi Kawakami São Paulo – SP Bronze<br />
Hugo Musso Gualandi Vitória - ES Bronze<br />
Raphael Rodrigues Mata Salvador - BA Bronze<br />
Alexandre Hideki Deguchi Martani São Paulo – SP Bronze<br />
Ricardo Turolla Bortolotti Rio Claro – SP Bronze<br />
Felipe Gonçalves Assis Campina Grande - PB Bronze<br />
Max Douglas Peixoto da Silva Fortaleza - CE Bronze<br />
Êurope Moraes Gorito Rio de Janeiro - RJ Menção Honrosa<br />
Fernando Nascimento Coelho Fortaleza – CE Menção Honrosa<br />
Guilherme Philippe Figueiredo Fortaleza - CE Menção Honrosa<br />
Marcelo Matheus Gauy S.J. do Rio Preto - SP Menção Honrosa<br />
Luiz Carlos da Silva Sobral Aracaju - SE Menção Honrosa<br />
Iuri Lima Ribeiro Fortaleza - CE Menção Honrosa<br />
Alex Atsushi Takeda Londrina - PR Menção Honrosa<br />
Gabriel Caser Brito Rio de Janeiro - RJ Menção Honrosa<br />
Jose Armando Barbosa Filho Fortaleza - CE Menção Honrosa<br />
Henrique Hiroshi Motoyama Watanabe São Paulo - SP Menção Honrosa<br />
João Luiz de Oliveira Madeira São Paulo - SP Menção Honrosa<br />
Lúcio Eiji Assaoka Hossaka Curitiba - PR Menção Honrosa<br />
Pedro Pinheiro de Negreiros Bessa Fortaleza - CE Menção Honrosa<br />
Davi Lopes Alves de Medeiros Fortaleza - CE Menção Honrosa<br />
Paulo Sérgio de Castro Moreira Fortaleza - CE Menção Honrosa<br />
Roberto Akiba de Oliveira Sorocaba - SP Menção Honrosa<br />
Enzo Haruo Hiraoka Moriyama São Paulo - SP Menção Honrosa<br />
Alexandre Azevedo Cezar Fortaleza – CE Menção Honrosa<br />
José Airton Coelho Lima Filho Fortaleza – CE Menção Honrosa<br />
Pedro Paulo Gondim Cardoso Salvador - BA Menção Honrosa<br />
Thiago da Silva Pinheiro São Paulo - SP Menção Honrosa<br />
72
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
Nível Universitário<br />
NOME CIDADE – ESTADO PRÊMIO<br />
Fábio Dias Moreira Rio de Janeiro - RJ Ouro<br />
Alex Corrê Abreu Niterói - RJ Ouro<br />
Humberto Silva Naves S.J. dos Campos - SP Ouro<br />
Samuel Barbosa Feitosa Fortaleza - CE Ouro<br />
Levi Máximo Viana Rio Janeiro - RJ Ouro<br />
Rafael Daigo Hirama S.J. dos Campos - SP Prata<br />
Rafael Marini Silva Vila Velha - ES Prata<br />
Thiago Barros Rodrigues Costa Fortaleza - CE Prata<br />
Henry Wei Cheng Hsu São Paulo - SP Prata<br />
Murilo Vasconcelos Andrade Rio de Janeiro - RJ Prata<br />
Luiz Felipe Marini Silva S.J. dos Campos - SP Prata<br />
Thiago da Silva Sobral S.J. dos Campos - SP Prata<br />
Felipe Rodrigues Nogueira de Souza São Paulo - SP Prata<br />
Thiago Costa Leite Santos São Paula - SP Prata<br />
Raphael Constant da Costa Rio de Janeiro - RJ Prata<br />
Eduardo de Moraes Rodrigues Poço São Paulo - SP Bronze<br />
Elton Gomes Coriolano Fortaleza - CE Bronze<br />
Elder Rodrigo Barbosa Coelho Rio de Janeiro - RJ Bronze<br />
Ronaldo Rodrigues Pelá S.J. dos Campos - SP Bronze<br />
Estillac Lins Maciel Borges Filho Belém - PA Bronze<br />
Thomás Yoiti Sasaki Hoshina Rio de Janeiro - RJ Bronze<br />
Luís Daniel Barbosa Coelho Rio de Janeiro - RJ Bronze<br />
Renato Francisco Lopes Mello J. dos Guararapes - PE Bronze<br />
Pedro Henrique Milet Pinheiro Pereira Rio de Janeiro – RJ Bronze<br />
Pedro Henrique Silva Belisário Rio de Janeiro – RJ Bronze<br />
Luty Rodrigues Ribeiro S.J. dos Campos - SP Bronze<br />
José Mário da Silva Filho S.J. dos Campos – SP Bronze<br />
Kellem Corrêa Santos Rio de Janeiro – RJ Bronze<br />
Marcos Francisco Ferreira Martinelli Rio de Janeiro - RJ Bronze<br />
Evandro Makiyama São Paulo – SP Menção Honrosa<br />
Nilson Maciel de Paiva Júnior Rio de Janeiro - RJ Menção Honrosa<br />
Igor de Castro Lima Rio de Janeiro – RJ Menção Honrosa<br />
Eric Campos Bastos Guedes Niterói - RJ Menção Honrosa<br />
Marcelo de Araújo Barbosa S.J. dos Campos - SP Menção Honrosa<br />
Pedro Meira de Vasconcelos Bezerra Recife - PE Menção Honrosa<br />
Moyses Afonso Assad Cohen Rio de Janeiro - RJ Menção Honrosa<br />
Davi de Melo Jorge Barbosa Fortaleza -CE Menção Honrosa<br />
Rodrigo Pereira Maranhão Rio de Janeiro - RJ Menção Honrosa<br />
73
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
AGENDA OLÍMPICA<br />
XXIX OLIMPÍADA BRASILEIRA DE MATEMÁTICA<br />
NÍVEIS 1, 2 e 3<br />
Primeira Fase – Sábado, 16 de junho de 2007<br />
Segunda Fase – Sábado, 15 de setembro de 2007<br />
Terceira Fase – Sábado, 27 de outubro de 2007 (níveis 1, 2 e 3)<br />
Domingo, 28 de outubro de 2007 (níveis 2 e 3 - segundo dia de prova).<br />
NÍVEL UNIVERSITÁRIO<br />
Primeira Fase – Sábado, 15 de setembro de 2007<br />
Segunda Fase – Sábado, 27 e Domingo, 28 de outubro de 2007<br />
♦<br />
XIII OLIMPÍADA DE MAIO<br />
12 de maio de 2007<br />
♦<br />
XVIII OLIMPÍADA DE MATEMÁTICA DO CONE SUL<br />
Uruguai<br />
12 a 17 de junho de 2007<br />
♦<br />
XLVIII OLIMPÍADA INTERNACIONAL DE MATEMÁTICA<br />
19 a 31 de julho de 2007<br />
Vietnã<br />
♦<br />
XIV OLIMPÍADA INTERNACIONAL DE MATEMÁTICA UNIVERSITÁRIA<br />
3 a 9 de agosto de 2007<br />
Blagoevgrad, Bulgária<br />
♦<br />
XXII OLIMPÍADA IBEROAMERICANA DE MATEMÁTICA<br />
6 a 16 de setembro de 2007<br />
Coimbra, Portugal<br />
♦<br />
X OLIMPÍADA IBEROAMERICANA DE MATEMÁTICA UNIVERSITÁRIA<br />
5 de novembro de 2007<br />
74
EUREKA! N°<strong>26</strong>, 2007<br />
Sociedade Brasileira de Matemática<br />
COORDENADORES REGIONAIS<br />
Alberto Hassen Raad (UFJF) Juiz de Fora – MG<br />
Américo López Gálvez (USP) Ribeirão Preto – SP<br />
Amarísio da Silva Araújo (UFV) Viçosa – MG<br />
Andreia Goldani FACOS Osório – RS<br />
Antonio Carlos Nogueira (UFU) Uberlândia – MG<br />
Ali Tahzibi (USP) São Carlos – SP<br />
Benedito Tadeu Vasconcelos Freire (UFRN) Natal – RN<br />
Carlos Alexandre Ribeiro Martins (Univ. Tec. Fed. de Paraná) Pato Branco - PR<br />
Carmen Vieira Mathias (UNIFRA) Santa María – RS<br />
Claus Haetinger (UNIVATES) Lajeado – RS<br />
Cleonor Crescêncio das Neves (UTAM) Manaus – AM<br />
Cláudio de Lima Vidal (UNESP) S.J. do Rio Preto – SP<br />
Denice Fontana Nisxota Menegais (UNIPAMPA) Bagé – RS<br />
Edson Roberto Abe (Colégio Objetivo de Campinas) Campinas – SP<br />
Élio Mega (Faculdade Etapa) São Paulo – SP<br />
Eudes Antonio da Costa (Univ. Federal do Tocantins) Arraias – TO<br />
Fábio Brochero Martínez (UFMG) Belo Horizonte – MG<br />
Florêncio Ferreira Guimarães Filho (UFES) Vitória – ES<br />
Francinildo Nobre Ferreira (UFSJ) São João del Rei – MG<br />
Genildo Alves Marinho (Centro Educacional Leonardo Da Vinci) Taguatingua – DF<br />
Ivanilde Fernandes Saad (UC. Dom Bosco) Campo Grande– MS<br />
Jacqueline Rojas Arancibia (UFPB)) João Pessoa – PB<br />
Janice T. Reichert (UNOCHAPECÓ) Chapecó – SC<br />
João Benício de Melo Neto (UFPI) Teresina – PI<br />
João Francisco Melo Libonati (Grupo Educacional Ideal) Belém – PA<br />
José Luiz Rosas Pinho (UFSC) Florianópolis – SC<br />
José Vieira Alves (UFPB) Campina Grande – PB<br />
José William Costa (Instituto Pueri Domus) Santo André – SP<br />
Krerley Oliveira (UFAL) Maceió – AL<br />
Licio Hernandes Bezerra (UFSC) Florianópolis – SC<br />
Luciano G. Monteiro de Castro (Sistema Elite de Ensino) Rio de Janeiro – RJ<br />
Luzinalva Miranda de Amorim (UFBA) Salvador – BA<br />
Mário Rocha Retamoso (UFRG) Rio Grande – RS<br />
Marcelo Rufino de Oliveira (Grupo Educacional Ideal) Belém – PA<br />
Marcelo Mendes (Colégio Farias Brito, Pré-vestibular) Fortaleza – CE<br />
Newman Simões (Cursinho CLQ Objetivo) Piracicaba – SP<br />
Nivaldo Costa Muniz (UFMA) São Luis – MA<br />
Osvaldo Germano do Rocio (U. Estadual de Maringá) Maringá – PR<br />
Raúl Cintra de Negreiros Ribeiro (Colégio Anglo) Atibaia – SP<br />
Ronaldo Alves Garcia (UFGO) Goiânia – GO<br />
Rogério da Silva Ignácio (Col. Aplic. da UFPE) Recife – PE<br />
Reginaldo de Lima Pereira (Escola Técnica Federal de Roraima) Boa Vista – RR<br />
Reinaldo Gen Ichiro Arakaki (UNIFESP) SJ dos Campos – SP<br />
Ricardo Amorim (Centro Educacional Logos) Nova Iguaçu – RJ<br />
Sérgio Cláudio Ramos (IM-UFRGS) Porto Alegre – RS<br />
Seme Gebara Neto (UFMG) Belo Horizonte – MG<br />
Tadeu Ferreira Gomes (UEBA) Juazeiro – BA<br />
Tomás Menéndez Rodrigues (U. Federal de Rondônia) Porto Velho – RO<br />
Valdenberg Araújo da Silva (U. Federal de Sergipe) São Cristovão – SE<br />
Vânia Cristina Silva Rodrigues (U. Metodista de SP) S.B. do Campo – SP<br />
Wagner Pereira Lopes (CEFET – GO) Jataí – GO<br />
75